Bauteil mit hoher absorptiver Wirkung über einem breiten Frequenzbereich Gegenstand der Erfindung ist ein Verkleidungs-oder Formelement für Verkehrsmittet. Im Stand der Technik sind Absorber aus Fasermateri- al bekannt, die als Vliesbauteile eingesetzt werden. Als Fasern kom- men dabei neben Naturfasern polymere Fasern anorganische oder metallische Fasern zum Einsatz. Eine Bindung zu den Bauteilen er- folgt dabei durch eine Verknüpfung über die eigenen als auch Fremdfasern und/oder durch ein Bindemittel, welches polymerer oder auch anorganischer Natur sein kann.

Weiterhin sind Absorber aus offenporigen Schäumen aus polymerem, organischem wie auch anorganischen Material bekannt. Die optimale Absorptionswirkung solcher Materialien liegt in einem Frequenzbe- reich von 2000-10 000 Hz.

Aus den verschiedenen Bereichen der Technik ist der Einsatz von Helmholz-Resonatoren unterschiedlichster Abmessungen zur Dämp- fung von Luftschall bekannt für den Bereich des Kraftfahrzeugbaus

sei hier stelivertretend auf die Offenlegungsschriften DE 196 15 917 A, DE 196 13 875 A und DE 37 29 765 A hingewiesen. Diese Absor- ber sind sehr platzintensiv und für den Kraftfahrzeugbereich nur be- dingt geeignet.

In der DE 197 54 107 Cl und dem hier referierten Stand der Technik, auf den voll inhaltlich Bezug genommen wird, wird das Absorptions- verhalten mikroperforierter Bauteile untersucht. In der genannten Schrift werden aus mikroperforierten Folien geschichtet aufgebaute Baffle-Strukturen untersucht, die als sogenannte Kompaktabsorber von einer Decke oder einem Dach abhängt. Die mikroperforierten Fo- lien sind geeignet, einseitig oder beidseitig, senkrecht, schräg oder streifend auftreffende Schallwellen aus dem Raum, insbesondere bei höheren Frequenzen, sehr wirkungsvoll zu absorbieren.

Wenn man zusätzlich parallel im Abstand von einigen Zentimetern für jede mikroperforierte Folie eine weitere, nicht perforierte Folie aus- spannt, verbessert sich die Absorption der akustisch wirksamen Folie nicht. Dies wird damit erklärt, dass letztere zur Entfaltung ihrer Dämpfungswirkung weder eine schallharte Rückwand, noch einen wie auch immer gestalteten Hohiraum dazwischen als Luftkissen benötigt.

Ersetzt man dagegen die mikroperforierten durch ungelochte Folien des gleichen Materials, so bleibt eine nur ganz geringe Absorption übrig. Die Schallabsorption kommt bekanntermaßen bei einer Reso- natoranordnung zustande, wo der Masse-Feder-Effekt zum Tragen kommt. Eine physikalische Erklärung für die Schallabsorption der mikroperforierten Folien wird von den Erfindern der genannten Druckschrift nicht für möglich gehalten.

Bekannt sind weiterhin mikrogelochte Folien und Platten, die in Ab- hängigkeit vom Lochdurchmesser, dem Abstand der Folie von der Wand, der Fläche die durch die Bohrungen offen ist und der Foliendi-

cke, definierte Frequenzen ausfiltern können. In der DE 197 54 107 A ist ein solcher Schallabsorber für den Bereich von Räumen beschrie- ben. Hier tritt der Effekt auf, dass eine hohe Absorption nur über ei- nen relativ engen Frequenzbereich erreicht werden kann. Eine Ver- breiterung des Absorptionsbereiches ist immer mit einem beträchtli- chen Verlust von Absorption verbunden um dann vollständig unwirk- sam zu werden.

In einer zweilagigen Anordnung, bei der zwei Folien hintereinander angeordnet sind können zwei Frequenzbereiche absorbiert werden.

Dadurch ist dann eine Verbreiterung möglich ohne die im Automobil- bereich notwendigen Breite zu erreichen.

Bekannt sind weiter Aufbauten, wo eine schallundurchlässige Fläche mit Lochungen versehen ist um eine absorptive Wirkung des darun- terliegenden Absorbers zu erreichen, siehe beispielsweise DE 30 18 072 A, DE 41 23 593 A.

In der DE 41 19 783 A ist ein Schalldämmelement beschrieben wel- ches aus zwei übereinander angeordneten Lochplatten besteht, die zum Trägerelement und untereinander distanziert angeordnet sind.

Zwischen den beiden Lochplatten befindet sich eine Schaumplatte.

Der Lochanteil der Schall-zugewandten Seite beträgt 50 %, der der Schall-abgewandten Seite beträgt 20 % und liegt damit deutlich über die hier ais notwendig angesehenen Werte.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Absorber, der über den gesamten Bereich der für die Autoindustrie interessanten Fre- quenzen (von 500 Hz bis 5000 Hz) absorptiv wirkt und einen gerin- gen Bauraum bedarf.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelost, dass ein schicht- weiser Aufbau von mikrogelochten Absorbern und Vlies-und/oder Schaumstoffabsorber und/oder Luftspalt in der Art bereitgestellt wird, dass sich ein Vlies-und/oder Schaumstoffabsorber bzw. ein Hohl- raum (Luftspalt) mit einer mikrogelochten Platte/Folie (mikrogelochtem Folienabsorber) abwechselt. Bevorzugt sind die Ab- sorber so aufgebaut, dass ein oder zwei mikrogelochte Platten/Folien in Verbindung mit zwei oder drei Vlies-und/oder Schaumstoffabsor- bern bzw. ein oder zwei Hohiräumen übereinander angeordnet sind.

Durch die Lochgestaltung der mikrogelochten Absorber und der Dicke der Vlies-und/oder Schaumstoffabsorber und/oder Luftspalt wird eine Kopplung beider Absorberarten erreicht. Bei der Betrachtung der Kopplung der einzelnen Absorbertypen muß unterschieden werden, welcher Typ sich in Richtung des Schalleintritts an der Oberfläche be- findet.

Befindet sich ein Vlies-und/oder Schaumstoffabsorber und/oder Luftspalt an der schallzugewandten Seite so werden ab einer be- stimmten Dicke die Eigenschaften des Verbundes (mikrogelochte Platte/Folie-Vlies-und/oder Schaumstoffabsorber und/oder Luft- spalt) alleine durch den Vlies-und/oder Schaumstoffabsorber be- stimmt. In Abhängigkeit vom verwendeten Vlies-und/oder Schaumstoffabsorber und/oder Luftspalt beträgt die Dicke 20-40 mm.

Mit sinkender Dicke (40 mm-0,3 mm) des Vlies-und/oder Schaumstoffabsorbers und/oder Luftspalt wirkt der Mikrolochabsorber mit. Durch die Wahl der Dicke von Vlies-und/oder Schaumstoffab- sorber und/oder Luftspalt kann die Wirkung beider Absorber aufein- ander abgestimmt werden. Gleiches gilt auch bei einer nachfolgenden

Lage von Mikrolochabsorber und Vlies-und/oder Schaumstoffabsor- ber und/oder Luftspalt bei mehrlagigen Absorbern.

Befindet sich der mikrogelochte Folienabsorber auf der schalizuge- wandten Seite so ist eine Kopplung beider Absorbertypen in erster Linie durch die offene Flache zu realisieren. Mit zunehmender offener Flache wird das Absorptionsverhalten durch den Vlies-und/oder Schaumstoffabsorber und/oder Luftspalt bestimmt. Bei einer offenen Fläche von va. 40 % erreicht der Vlies-und/oder Schaumstoffab- sorber und/oder Luftspalt seine vollständige Wirkung ohne das der Mikrolochabsorber seine Wirkung vollständig verliert.

Erfindungsgemäß werden eine oder mehrere mikrogelochte Folienab- sorber mit einer offenen Fläche von vorzugsweise bis zu 4 % schicht- weise angeordnet. Oberflächig auf der schallzugewandten Seite und/oder zwischen den Platten bzw. zwischen Wand und dem letzten mikroperforierten Folienresonator befindet sich ein Schaumstoff- und/oder Vliesabsorber oder Luft.

Je nachdem welcher Absorber die Oberfläche der schallzugewandten Seite darstellt, dessen Absorptionsverhalten dominiert das Absorpti- onsverhalten des Gesamtsystems.

Dabei spielt für den Fall, dass ein Schaumstoff-und/oder Vliesabsor- ber an der Oberfläche liegt natürlich auch die Dicke des Absorbers eine Rolle. Liegt ein Schaumstoff-und/oder Vliesabsorber, wie sie im Automobilbereich Einsatz finden, in der ersten Lage zum Schalleinfall, wird die Wirkung eines von der Schallquelle ausgehend in der zweiten Schicht liegenden mikrogelochten Folienabsorber, ab einer Dicke von ca. 7 mm des Schaumstoff-und/oder Vliesabsorbers so stark verrin- gert, dass seine Wirkung kaum noch nachweisbar ist. Es dominiert das Eigenschaftsbild des Schaumstoff-/Vliesabsorbers.

Liegt auf der anderen Seite der mikrogelochte Folienabsorber an der Oberfläche der schallzugewandten Seite so dominiert dieser das Ei- genschaftsbild des Gesamtsystems. Die Wirkung des Schäumstoff- und/oder Vliesabsorbers und/oder Luftspalts ist ausgesprochen gering und sein Einsatz hat keine praktische Bedeutung.

Durch das Einbringen von zusätzlichen offenen Flächen in die mikro- gelochte Folienabsorber, findet, wenn der mikrogelochte Folienabsor- ber vor dem Schaumstoff-und/oder Vliesabsorber und/oder Luftspalt von der Schaliquelle aus gesehen liegt, eine Kopplung von mikroge- lochtem Folienabsorber und Schaumstoff-und/oder Vliesabsorber und/oder Luftspalt statt.

Wird die offene Fläche alleine dadurch vergrößert, dass bei gleichen Lochdurchmesser die Anzahl der Löcher vergrößert wird, d. h. der Lochabstand verringert sich, so ändern sich die Eigenschaften des Gesamtsystems in dem Maße, wie sich die Eigenschaften des mikro- gelochten Folienabsorbers ändern, d. h. nach Durchlaufen eines Ma- ximums sinkt die Wirkung stark ab.

Wird jedoch die offene Fläche im mikrogelochte Folienabsorber da- durch vergrößert, dass zusätzliche Löcher mit einer Fläche von (6 mm2 _ 40 000 mm2) eingebracht werden (Makrolochung), die für den gegebenen Aufbau des mikrogelochte Folienabsorbers alleine (Wandabstand, Foliendicke, Lochabstand) keine Absorptionswirkung zeigen, so findet eine Ankopplung zum Schaumstoff-und/oder Vlies- absorber statt.

Entgegen den Erwartungen wurden keine einfache Überlagerung bei- der Effekte in der Art gegeben, dass der eine Effekt zunimmt und der andere abnimmt. Vielmehr kommt es zu einer Verschiebung der ma-

ximalen Absorption in einen anderen Frequenzbereich bzw. es können zwei getrennte Absorptionsmaxima aufgebaut werden.

Wichtig ist in diesem Zusammenhang das durch diese Kopplung bei- der Absorber der für das menschliche Ohr hörbare Frequenzbereich abgedeckt werden kann, wie er bei gegebenen Wandabstand (10- 20 mm) durch eine mikrogelochten Folienabsorber oder einen Schaumstoff-/Vliesabsorber alleine nie erreicht werden kann.

Von Bedeutung ist in diesen Zusammenhang, dass bei einer mittleren Konzentration der Löcher für die Mikrolochung, die Anordnung die Lö- cher auf der Gesamtfläche des Bauteils das Absorptionsverhältnis nicht mit bestimmt, wie dies in Fig. 3 dargestellt wird.

In der Fig. 3a) bis c) weisen die Bauteile gleiche Lochdurchmesser und die gleiche offene Fläche auf. Sie liefern für Messungen im Kundtschen Rohr nahezu das gleiche Absorptionsmaximum bei glei- cher Frequenz.

Zum einem kann man diese Lochung gezielt für das Design, speziell in diesen Bereichen, nutzen, die im Sichtbereich, so beispielsweise im Innenraum, liegen.

Zum anderen können die Bereiche des mikrogelochten Folienabsor- bers die nur Mikrolochung besitzen (keine Makrolochung) flächenmä- ßig so erhöht werden, dass eine Wirkung entsteht als würde keine Makrolochung vorliegen (hoher Wirkungsgrad). Die Makrolochung liefert dann noch die Wirkung des Schaumstoff-und/oder Vliesabsor- bers.

Die Wirkung des mikrogelochten Folienabsorbers wird bei gleicher offener Fläche durch die Gestaltung der offenen Fläche bestimmt.

Wird eine Vergrößerung der offenen Flache durch eine Erhöhung der Anzahl der Mikrolöcher erreicht, ist die Wirkung beider Absorbertypen für jede offene Flache optimal.

Die Herstellung solcher mikrogelochter Folienabsorber ist jedoch auf- wendig, so dass auch eine Vergrößerung der offenen Flache durch eine Vergrößerung der Löcher bis hin zu einem streifenförmigen Auf- bau von Mikrolochabsorber und Vlies-und/oder Schaumabsorber nebeneinander angewendet werden kann. Die Größe der offenen Flä- chen liegt im Bereich von 6 bis 40000 mm2.

Zur Erreichung einer räumlich homogenen Absorption darf die zu- sammenhängende offene Flache einen Wert von 40000 mm2 nicht überschreiten.

Im Nachfolgenden sind einige typische Aufbauten, wie sie in Automo- bilbereich Anwendung finden, dargestellt.

Die erfindungsgemäßen Verkleidungs-oder Formelemente sind ge- eignet, bisher im Stand der Technik verwendete nicht schallabsor- bierende Verkleidungs-oder Formelemente im Fahrzeugbereich durch schallabsorbierende Verkleidungs-oder Formelemente zu ersetzen.

Darüber hinaus erlaubt die vorliegende Erfindung die Gestaltung neu- er, bisher im Stand der Technik nicht vorhandener Elemente im Fahr- zeugbereich.

Besonders bevorzugte Verkleidungs-oder Formelemente im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen beispielsweise Radhäuser, Mo- torhauben, Motorhaubenverkleidungen, Motorverkapselungen, Wär- <BR> <BR> meleitbleche,Fahrzeugschutzschilde,Getriebetunnelverkleidung en, Armaturenbretter, Fahrzeugsitze, Rückenlehnen, Armlehnen, Lenkrä- der, Bodenbeläge, insbesondere Teppichböden, Dachhimmel, Säulen-

verkleidungen, Türverkleidungen, Fahrgastraumauskleidungen, Ge- päckablagen, Hutablagen, Hitzeschilder und/oder Kofferraumausklei- dungen.

In der Fig. 1 ist eine Getriebetunnelverkleidung dargestellt, die unter- schiedliche Lochgrößen in dem mikrogelochten Folienabsorber um- fasst. Die Fig. 2 zeigt einen Dachhimmel, der mit Hilfe der vorliegen- den Erfindung gestaltet ist.

Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ist es somit möglich, Verklei- dungs-oder Formelemente für Verkehrsmittel zur Verfügung zu stel- len, die nicht nur einen mikrogelochten Folienabsorber im Abstand zur schallharten Wand aufweisen, sondern darüber hinaus mehrere mikrogelochte Folienabsorber übereinander, die jeweils mit einem gewissen Abstand zueinander angeordnet sind.

Die schalltechnischen Eigenschaften der erfinderungsgemäßen Verkleidungs-oder Formelemente im Fahrzeugbereich werden im we- se. ntlichen durch die Anzahl der mikroperforierten Folienabsorber, den Lochflächenanteil, die Lochabstände und den Lochdurchmessern bestimmt.

Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung sind daher Verkleidungs-oder Formelemente im Fahrzeugbereich, die dadurch gekennzeichnet sind, dass der mikrogelochten Folienabsorber einen Lochflächenanteil mit Mikrolochung von 0,2 bis 4 %, insbesondere 0,3 bis 2 %, bezogen auf die Fläche des mikrogelochten Folienabsor- bers aufweist. Hierbei ist es selbstverständlich möglich, diese jeweils mit einem unterschiedlichen oder gleichen Lochflächenanteil auszu- gestalten. Die Löcher können nach an sich im Stand der Technik be- kannten Verfahren, beispielsweise durch Stanzen oder Laserbestrah-

lung mit beliebiger Geometrie in den mikrogelochten Folienabsorber eingebracht werden.

Wird der Lochflächenanteil zu gering gewählt, so ist eine schallabsor- bierende Wirkung nicht oder nicht in ausreichendem Maße vorhan- den, während andererseits bei einem zu hoch gewählten Lochflächen- anteil die schallabsorbierende Wirkung wieder nachlässt.

Vorzugsweise umfassen die erfindungsgemäßen Verkleidungs-oder Formelemente im Fahrzeugbereich Löcher in einem mikrogelochten Folienabsorber mit einem oder mehreren Durchmessern im Bereich von 0,05 mm bis 2 mm, insbesondere 0,01 mm bis 0,8 mm und ei- nen oder mehrere Lochabstände in dem Folienabsorber im Bereich von 1 mm bis 3 mm, insbesondere 2 mm bis 20 mm.

Die Lochgrößen und Lochabstände in einem zweiten oder weiteren nachfolgenden mikrogelochten Foiienabsorbern liegen in der gleichen Größenordnung wie in dem ersten mikrogelochten Folienabsorber, unterscheiden sich jedoch in der absoluten Größe.

So ist es beispielsweise möglich, sämtliche gängigen Bauteile des In- nenraums von Verkehrsmitteln, insbesondere solche, die vor Hohl- räumen angeordnet sind, in der mikroperforierten Bauweise auszubil- den. Beispielsweise mittels Laserbestrahlung lassen sich irreversible Löcher in sämtlichen bekannten Materialien herstellen.

Um schallabsorbierend wirken zu können, ist es im Sinne der vorlie- genden Erfindung bevorzugt, die Löcher im entfernteren Sichtbereich, beispielsweise im Fahrzeughimmel oder der Hutablage im Kraftfahr- zeug, dem Himmel oder der Handgepäckablage im Flugzeug mit ei- nem größeren Durchmesser, beispielsweise im Bereich von 0,5 mm bis 2 mm auszustatten. Im Nahbereich, der optisch besonders wahr-

genommen wird, ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung bevor- zugt, Löcher mit einem Durchmesser von 0,05 bis 0,5 mm bereitzu- stellen. Bei Löchern mit Durchmessern im Bereich von 0,3 bis 0,1 mm Durchmesser nimmt der Betrachter die Löcher in der Oberfläche optisch nicht mehr wahr oder hält sie für eine Strukturierung. So können beispielsweise Fahrzeugsitze, Rückenlehnen, Armlehnen, Seitenteile der Sitze, Armaturenbrett-und Seiten-und Türverklei- dungen mikroperforierte Oberflächen im Sinne der vorliegenden Er- findung aufweisen.

Im Motorraum sind viele Teile vor Hohiräumen angeordnet, wobei die Hohiräume nicht abgeschlossen sein müssen. Die Hitzeschilde über den Abgasskrümmern und anderen heißen Teilen des Motors können ebenfalls mikrogelocht ausgebildet sein. Ebenso ist es möglich, prak- tisch die gesamte Innenverkleidung des Motorraums, wie Motorver- kapselungen oder Motorhaubenverkleidungen in der mikroperforier- ten Bauweise auszustatten. Werden Oberflächen des Fahrzeugs oder des Motors direkt im Sinne der vorliegenden Erfindung ausgestattet, so ist eine besonders gute Schallabsorption gegebenenfalls am Ort der Schallentwicklung erreichbar.

Bekanntermaßen beeinflusst der Wandabstand zwischen den Folien- absorbern untereinander das Schallabsorptionsvermögen. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Ab- stand der mikrogelochten Folienabsorber bei Anwesenheit von mehr als 2 mikrogelochten Folienabsorbern untereinander konstant. Hierbei handelt es sich somit um parallele, gegebenenfalls planparallele Schichten. Da im Fahrzeugbau eine Planparallelität in der Regel nicht gewünscht ist, besteht eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darin, dass der Abstand der mikrogelochten Folienabsorber bei Anwesenheit von mehr als 2 mikrogelochten Fo- lienabsorbern untereinander verschieden ist. Hierunter ist weiter zu

verstehen, dass beispielsweise gekrümmte, konvexe oder konkave Schichten mit unterschiedlichen Krümmungsradien einander gegenü- berstehen.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist es nicht zwingend erforder- lich, dass der Zwischenraum zwischen den jeweiligen mikrogelochten Folienabsorbern untereinander mit einem Dämpfungsmaterial ausge- foliot ist. Für den Fall der Anwesenheit eines Dämpfungsmaterials ist dieses besonders bevorzugt ausgewählt aus offenporigem Schaum- stoff, insbesondere aus Kunststoff oder Metall sowie aus Vlies. Hierbei ist es möglich, den oder die Abstände der mikrogelochten Folienab- sorber untereinander jeweils teilweise oder vollständig mit dem ge- wünschten Material auszufüllen.

Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ist es somit möglich, Verklei- dungs-oder Formelemente für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahr- zeuge, beispielsweise Personenkraftfahrwagen, Lastkraftwagen, Bus- se, Motorräder, schienengebundene Fahrzeuge, insbesondere Loko- motiven, Waggons, und Straßenbahnen sowie für Schiffe und Flug- zeuge zur Verfügung zu stellen.