Gegenstand der Erfindung ist eine akustisch und thermisch wirkende, den Motor und/oder das Aggregat vollständig umschließende Kapsel, bestehend aus einer schalldämmenden Trägerschicht, die mit einem PUR-Schaumstoff hinterschäumt ist, sowie über Scharniere und Ver schlusslaschen verfügt und die Durchbrüche für Kabel und andere Ver bindungen umschäumt sind.

Zur Reduktion von Geräuschemissionen mechanischer, elektromechani scher oder elektrischer Maschinen sind deren Gehäuse von Schallisolati onskapseln umgeben. Die Kapseln beziehungsweise Manschetten weisen eine schalldämpfende Verbundmaterialwand auf, die mit einer Kunst stoff-Trägerschicht als Schwerschicht und einer Schalldämpfungsschicht als am Gehäuse der Maschine anliegende Innenschicht versehen ist. Derartige Manschetten beziehungsweise Kapseln sind beispielsweise für die Schallisolation von Elektromotoren, Getrieben und Verdichtern bei Fahrzeugen bekannt.

Die bekannten Manschetten beziehungsweise Kapseln werden, nachdem sie um das Gehäuse der Maschine gelegt sind, unter anderem mittels Spreiznieten, Schrauben, Steckverbindungen, Schnappverschlüssen, Hakenklemmen und Klett- sowie Klebebändern zusammengehalten be- ziehungsweise in Position gehalten. Die Montage derartiger Schallisola tionen ist vergleichsweise aufwendig, was demzufolge mit zusätzlichen Montageaufwand und Kosten verbunden ist.

Im Stand der Technik sind Kapselungen bekannt, die ein- und mehrtei lig aufgebaut sind und meist aus verschiedenen Materialkombinationen bestehen. Häufig wird unterschieden zwischen hautnaher (Nahbereichs kapselung) und hautferner (Mittelbereichskapselung) Kapselung sowie der Kapselung karosseriefolgender Kontur (fahrzeugkarosserieförmige Kapselung), so beispielhaft DE 10 2006 027 230 Al und DE 10 2012 106 644 A9).

Bei den Nahbereichskapselungen wird weiterhin unterschieden zwischen der oberen Abdeckung (top cover), der kalten (Lufteinlass-) Seite, der Antriebsriemen- (Ketten-) Seite, der Ölwannenseite, der Getriebeseite und der heißen (Auslass-) Seite.

Obere Abdeckungen (top cover) werden materialseitig beispielsweise in WO 2016/166196 Al, WO 2016/166217 Al und WO 2016/166218 Al beschrieben.

In DE 10 2004 022 895 Al wird ein Verkleidungselement aus thermo plastischem Kunststoff, das wenigstens teilweise als Hohlkörper ausge bildet ist, zur Abschirmung des Motors und/oder der Abgasanlage eines Kfz offenbart.

DE 10 2015 108 583 Al offenbart zur Umhüllung von Bauteilen ein Ge häuse aus PUR-Schaumstoff, insbesondere aus sogenanntem Integ ralschaum. DE 10 2015 217 100 Al und die DE 10 2015 205 746 Al offenbaren Kfz-Funktionskomponenten, ein thermisch isolierendes und/oder schal- lemissionsminderndes Isolationsbauteil, bei dem unterschiedliche Lagen adhäsiv durch Schaumklebstoff verbunden sind.

Allgemeine Informationen zu thermo-akustischen Motorkapselungen sind zu finden bei: Mantovani M. u.a., ATZ 01/2010, S. 20-25 und Bür gin, T. u.a., ATZ 03/2014, S. 34-39.

Weichelastische sowie viskoelastische Polyurethan-Formschäume sind im Bereich der Fahrzeugakustik weit verbreitet. Übliche weichelastische Schäume werden allgemein dem„high resilience"- also hochelastischen Typ zugeordnet und weisen eine ausgeprägte Federcharakteristik mit spontanem beziehungsweise schnellem Rückstellverhalten auf. Dem entgegen stehen die viskoelastischen Schaumstofftypen, die sich als wesentliches Unterscheidungsmerkmal zu weich-elastischen Schaum stofftypen durch ein verzögertes Erholungsverhalten nach Druckverfor mung auszeichnen. Dabei erreichen viskoelastische Schäume im Ver gleich zu„high resilience" Schäumen in der Regel wesentlich bessere Dämpfungseigenschaften.

Auch finden Leichtschäume, in der Regel Schnittschäume sowie Mela minharzschäume Anwendung.

Die typischen Materialeigenschaften dieser Schäume werden primär von den eingesetzten Polyoltypen und Additiven, deren Mengenverteilung, dem Vernetzungsgrad und dem gewählten Raumgewicht bestimmt. Im Hinblick auf die beabsichtigte Verwendung für akustisch wirksame Fe- der-Masse-Verkapselungen bei Kraftfahrzeugen, aber auch unter Be rücksichtigung von hohen Temperaturen in Kombination mit Feuchtig keitsbedingungen, die häufig zu einem frühzeitigen Altern oder sogar zu einer hydrolytischen Material-Zersetzung führen, werden entweder Po lyester- oder Polyetherpolyole verwendet. Für aktuelle Anwendungen werden hauptsächlich Standardschäume (FIR-Schäume) verwendet. Darüber hinaus sind diese Standardschäume (basierend auf herkömmli cher Polyetherbasis weniger empfindlich gegen hydrolytische Zerset zung als auf Polyester basierende Typen, jedoch nicht weit genug stabil, um den oben genannten streng modifizierten Alterungsbedingungen zu widerstehen. Grundsätzlich führen hohe Temperaturen zu vorzeitiger Materialalterung, während trockene Bedingungen zu Sprödigkeit führen und hydrolytische Bedingungen (infolge von hohen Temperaturen in Kombination mit Feuchtigkeit) zu Erweichungseffekten, zum Verlust mechanischer und akustischer Eigenschaften oder sogar zu einer voll ständigen Materialzersetzung führen.

In der noch unveröffentlichten DE 10 2018 130 184 ist eine Po- lyurethan-Schaumstoff-Formulierung auf Basis von an sich konventio nellen Polyether- und Novolac-Polyolen mit insbesondere MDI zur Her stellung von weichelastischen PUR-Formschäumen mit viskoelastischen Eigenschaften insbesondere für Schallisolierungen mit darauf basieren den Schäumen beschrieben.

In der Vergangenheit wurde, bei bekannten Verkapselungen von Moto ren und Getrieben von Kraftfahrzeugen, der Hydrolysebeständigkeit we nig Beachtung geschenkt. Bei der Entwicklung neuer Formschäume wurden die Alterungsschwäche der bekannten Formschäume aufgefun den. Die bekannten viskoelastischen Formschäume weisen eine typische Schwäche in Bezug auf den Druckverformungsrest auf. Darüber hinaus wird der Druckverformungsrest häufig als Indikator für die Materialalte rung verwendet, insbesondere verursacht durch hydrolytische Prozesse. Außerdem führen hydrolytische Bedingungen zu allgemeinen Degenera tionen, die durch deutlich verringerte mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Druckbelastung dargestellt werden.

In der noch unveröffentlichten DE 10 2018 133 366 wird eine Vorrich tung zur Schallisolation einer Maschine beschrieben, die eine Manschet te und eine schalldämpfende Verbundmaterialwand mit einer Kunst stoff-Trägerschicht aufweist. Es handelt sich hierbei um eine nicht voll umschließende / vollummantelnde„Manschette" mit einem neuartigen Laschenverschluss als Hauptmerkmal.

Aus dem Stand der Technik sind keine Kapselungen bekannt, die eine vollumschließende Motor- beziehungsweise Aggregat-Kapsel, bestehend aus einer dämmenden Trägerschicht mit hinterschäumten viskoelasti- schen PUR-Schaumstoff beschreiben.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gegenüber dem vorgenannten Stand der Technik ist somit die Bereitstellung einer Motor- / Aggregat- Kapsel, die den Motor beziehungsweise das Aggregat vollständig um schließt; die Durchbrüche für Kabel und andere Verbindungen um schäumt/abgedichtet sind sowie die Überlappung einzelner Kapselele mente schalldicht ausgelegt/gestaltet sind.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist in einer ersten Ausführungs form eine vollumschließende Motor- und/oder Aggregat-Kapsel (1) aus einer schalldämmenden Trägerschicht (2), die mit einem PUR- Schaumstoff (3) hinterschäumt ist, sowie über Scharniere (4) und Ver schlusslaschen (5) verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass

die Trägerschicht (2) aus einem biegeweichen Compound mit der Sho- re-(A)-Härte im Bereich von 60 bis 95 besteht, deren Dicke im Bereich von 1,2 bis 4 mm ist;

das Flächengewicht zum einen entsprechend der Compound-Dichte im Bereich von 1,2 und 3,0 g/cm ³ und zum anderen durch anforderungs bedingte, unterschiedliche Trägerschichtdicken (6, 6.1) über die Ge samtfläche (Ummantelungsfläche) resultiert; der PUR-Schaumstoff (3) umfassend die Eigenschaften:

Dichte im Bereich von 45 bis 105 g/l, insbesondere 55 bis 85 g/l,

Speicher-Modul im Bereich von 20 bis 250 kN/m ² , insbesondere 40 bis 100 kN/m ² und

Verlustfaktor 0,3 bis 0,8, insbesondere 0,33 bis 0,50,

wobei die Polyurethan-Schaumstoff-Formulierung für die Fierstellung des viskoelastischen PUR-Formschaumstoffs umfasst:

a) ein Novolac-Polyol mit einer Flydroxyl-Funktionalität von 3, einer Flydroxylzahl im Bereich von 160 bis 240 mg KOFI/g

b) ein Polyetherpolyol mit einer Flydroxyl-Funktionalität von 3, einer Flydroxylzahl im Bereich von 20 bis 40 mg KOFI/g

c) ein Block/ Copolymer mit einer Flydroxylzahl im Bereich von 25 bis 45 mg KOFI/g und

d) eine Kombination katalytisch wirksamer sowie stabilisierender (an sich bekannter) Additive (siehe insbesondere Fig. 1).

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform umfasst eine

vollumschließende Motor- beziehungsweise Aggregat-Kapsel (1), die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Trägerschicht (2) anforderungsbedingte, unterschiedliche Träger schichtdicken (6, 6.1) über die Gesamtfläche (Ummantelungsfläche) aufweist, die zum einen durch unterschiedliche Spaltweiten des Spritz guss-Werkzeuges über die Gesamtfläche (Ummantelungsfläche) und zum anderen durch partiell über die Gesamtfläche (Ummantelungsflä che) angeordnete Wechsel-Einsätze umgesetzt sind (siehe insbesondere Fig. 2).

Eine weiteren Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass in den PUR-Schaumstoff (3) flüssigkeitsführende Leitungen zur Regulie rung des Wärmemanagements eingeschäumt sind.

Die Durchbrüche in der vollumschließenden Motor- und/oder Aggregat- Kapsel (1) für Kabel und andere Verbindungen sind mit dem Schaum stoff (3) umschäumt/abgedichtet (siehe hierzu insbesondere Fig. 4).

In Fig. 5 ist eine erfindungsgemäße Rand-/Überlappungsgestaltung (Steckverbindung) der vollumschließenden Motor- und/oder Aggregat- Kapsel (1) dargestellt.

In manchen Anwendungsfällen macht es Sinn, den Schaumstoff (3) nach dem Hinterschäumen der Trägerschicht (2) zu walken. Damit bre chen die Schaumstoffzellen, und man erhält dadurch eine bessere akus tische Wirksamkeit des Schaumes (3); auch wird er dadurch weicher.

Die erfindungsgemäße Polyurethan-Schaumstoff-Formulierung basiert auf einer besonderen Materialzusammensetzung, die den grundlegen den viskoelastischen akustischen Anforderungen entspricht und einen Formschaumstoff ermöglicht, der auch den neuen definierten Normen im Hinblick auf die hydrolytische Alterung entspricht. Das Polyether- Basispolyol ermöglicht - ähnlich wie herkömmliche Schaumstoffzusam mensetzungen - ein grundsätzlich weiches und flexibles Schaumstoff produkt. Die geforderte Kombination von viskoelastischen Eigenschaften und deutlich verbesserter Temperatur- und Hydrolysebeständigkeit wird durch den Einsatz eines hocharomatischen Polyols vom Novolac-Typ er reicht, dessen molekulare Struktur geeignete Bausteine für harte Seg mente darstellt, jedoch die thermische und hydrolytische Stabilität zu sätzlich stark unterstützt. Die Einarbeitung der Novolac-Polyole ist er findungswesentlich, da ihr eigentliches Anwendungsgebiet starre Po lyurethane sind.

Die Trägerschicht, deren integraler Bestandteil die Verschluss- und Überlappungsgestaltung ist, muss eine Flexibilität (Biegeweichheit) auf weisen. Insoweit von Vorteil ist es, wenn die Kunststoff-Trägerschicht aus einem Material besteht, dessen Shore-(A)-Härte im Bereich von 60 bis 95 und insbesondere im Bereich von 70 bis 85 liegt. Als Kunststoff material der Trägerschicht (Schwerschicht) eignen sich beispielsweise EVA/PE, PE, PP, EPDM, TPE, TPO sowie anwendungsspezifisch formulier te Compounds.

Kern der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer akustisch und thermisch wirkenden, vollumschließenden Motor- und/oder Aggre gat-Kapsel bei der ein anforderungsbedingtes, unterschiedlich ausgeleg tes Flächengewicht über die Trägerschichtfläche, kombiniert mit einem hydrolysebeständigen, viskoelastischen PUR-Schaumstoff und eine schalldichte Kapselelement-Überlappungsgestaltung einhergehen.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Kombination von Trägerschicht, inkl. integrierter Überlappungs- und Verschlussmechanik, und Schaumstoffsystem in der Form, dass die Trägerschicht bedarfsori entierte Flächengewichte aufweisen kann; und das Schaumstoffsystem akustisch hoch wirksam, insbesondere auch hydrolysebeständig ist;

und die Durchbrüche in der vollumschließende Kapsel keine akustischen Leckstellen darstellen, ebenso wie die (formschlüssige) Rand- /Überlappungsgestaltung von Kapselelementen/-schalen.

Ausführungsbeispiel:

Mit einem PP-basierendem Compound wurde eine Trägerschicht mit ei nem Flächengewicht von 3,00 kg/m ² , einheitlich über die Gesamtfläche, und einer Shore-(A)-Härte von 72 mittels Spritzgießverfahren herge stellt. Anschließend wurde diese mit einem weich-adhäsiven PUR- Schaumstoff, Dichte 85 g/l, Speicher-Modul von 95 kN/m ² und einem Verlustfaktor von 0,5 hinterschäumt.

Nach Applikation der Kapsel um ein Aggregat, wurde dieses auf einem Prüfstand vermessen (Scan&Paint Intensitätsmessung mit der Micro- flown Sonde).

In Fig. 3 ist das Messergebnis dargestellt: deutlich ist die akustische Wirkung zu sehen.

Bei der Scan&Paint Messung wird mit der Microflown PU-Sonde das Messobjekt abgefahren. Aus den gemessenen Größen lässt sich der Schallintensitätspegel berechnen und mittels Farbkodierung (Rot=hoher Pegel, Blau= niedriger Pegel) darstellen. Die Bilder zeigen exemplarisch eine Terzmittenfrequenz.

Bezugszeichenliste:

1 Kapsel Trägerschicht Schaumstoff Scharnier

Verschlusslasche Trägerschichtdicke Aggregatwand