Die vorliegende Anmeldung betrifft in einem ersten Aspekt einen Schalldämp- fereinsatz für Kraftfahrzeuge, insbesondere für PKW und LKW. Dieser Schalldämpfereinsatz in Form eines Formmaterials aus Glasfasermaterial liegt dabei in gewickelter Form eines Endlosglasfasermaterials vor, wobei das eingesetzte Glasfasermaterial eine texturierte Glasfaser umfasst. In einem weiteren Aspekt richtet sich die Anmeldung auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schalldämpfereinsatzes, wobei ein Glasfasermaterial als Endlosglasfaser, die eine texturierte Glasfaser ist, um einen Träger zur Ausbildung eines Formmaterials gewickelt wird und dieses Formmaterial als Schalldämpfereinsatz ggf. nach weiteren Verarbeitungsschritten verwendet wird. Stand der Technik

Schalldämpfer weisen schalldämpfende bzw. schallschluckende und isolierende Materialien auf. Üblicherweise werden hierzu Glasfasermaterialien als Fasermaterialien eingesetzt. Alternativ finden andere Mineralfasern wie z.B. Ba- saltfasern usw. einen Einsatz als schalldämpfende Materialien, insbesondere in Schalldämpfern für Kraftfahrzeuge.

Eine Möglichkeit der Einbringung dieser Fasermaterialien besteht in dem Ein- düsen loser Fasern in die Zwischenbereiche eines zusammengesetzten Schall- dämpfers. Entsprechende Verfahren sind z. B. in der DE 1 0 2005 009 045 oder in der EP 953 736 beschrieben. Nachteile solcher Eindüsverfahren liegen in der nicht optimalen Verteilung des Fasermaterials, insbesondere in schwer ein- zudüsenden Bereichen wie Winkel oder sonstigen Hinterschnitten, sowie in der praktischen Umsetzung des Eindüsverfahrens für bestimmte nicht zylindrische Schalldämpferkonturen, aber auch für sogenannte Haibschalenschalldämpfer.

Als Alternative hierzu werden die Fasermaterialien während des Zusammensetzens des Schalldämpfers eingebaut, d.h. die Fasermaterialien werden in das Schalldämpfergehäuse vor dem Verschlie ßen eingebracht. Hierbei kann das Einbringen über verschiedene Verfahren erfolgen. So ist ein übliches Ver- fahren das Einbringen losen Fasermaterials, insbesondere Glasfasermaterials, gefüllt in Bags, d.h. in Plastiksäcken, die bei der Montage in die Schalldämpfer eingelegt werden. Üblicherweise sind diese Plastiksäcke, die auch als Netz ausgeführt sein können, aus einem Kunststoff bzw. einer Kunststoffmatrix ausgebildet, wobei der Kunststoff bei höheren Temperaturen schmilzt. Bei erster Inbetriebnahme des Schalldämpfers mit entsprechendem Erwärmen des

Schalldämpfers schmilzt dieser Kunststoff und gibt das lose Glasfasermaterial frei. Ein gro ßer Nachteil dieses Verfahrens ist aber, dass durch das Schmelzen bzw. Verkohlen des Plastikmaterials ein unangenehmer Geruch auftritt und die Umwelt belastet wird. Ein weiterer Nachteil der Verwendung von in Säcken ge- füllten losen Glasfasern ist, dass komplexe Strukturen im Schalldämpfer nicht ausreichend durch die Fasern gefüllt werden können. Au ßerdem kann ein Verschieben des Schalldämmmaterials erfolgen, so dass die akustischen aber auch thermischen Eigenschaften des Glasfasermaterials verschlechtert sind. Au ßerdem kann das lose Glasfasermaterial über die Zeit ausgeblasen werden, so dass neben der akustischen und thermischen Verschlechterung auch eine Belastung der Umwelt erfolgen kann.

In einem alternativen Verfahren werden Matten aus Glasfasermaterialien als Einlage in den Schalldämpfer eingelegt. Anschlie ßend wird der Schalldämpfer geschlossen. Dieser Einlagen können durch Schmelzfäden verdichtet sein, wie in der WO 99/23367 beschrieben. Diese Schmelzfäden sind dabei derart aus- gestaltet, dass beim ersten Erwärmen des Schalldämpfers ausschmelzen und so die Einlage sich vollständig in den Freiräumen des Schalldämpfers ausbreiten kann. Aus der EP 1 861 592 wird ein Verfahren zum Füllen von Schalldämpfern von Verbrennungsmotoren mit schalldämpfendem Material beschrieben. Das Material ist dabei aus Glasfasern ausgeformt und umfasst ein Aufwickeln der Glasfaserfäden um ein Rohr oder einen Rollenwickler, um eine rohrförmige Masse aus Glasfasern zu erhalten. Die Masse ist dabei derart ausgebildet, dass sie mit ihren Maßen dem auszufüllenden Raum des Schalldämpfers entsprechen. Die rohrförmige Masse wird nach dem Wickeln von dem Rohr bzw. Rollenwickler entfernt und anschlie ßend in einem zweiten Schritt in einer weiteren Vorrichtung verdichtet, so dass eine verflachte, rohrförmige Masse vorliegt. Diese abgeflachte Masse wird dann durch irreversibel verwobene oder vereinte Glas- fasern ausgebildete Verkettungen verfestigt. Anschließend wird der Schalldämpfer geschlossen.

In der DE 202 1 8 61 8 U 1 werden Schalldämpfereinsätze beschrieben, die mit Hilfe von Bindemitteln und thermischer Behandlung gefertigt werden.

Ein Ziel neuer Formmaterialien, wie Formmatten oder Formkörper, als Schalldämpfereinsätze in Schalldämpfern für PKW und LKW ist die Notwendigkeit, die Menge an eingesetztem Material zu verringern, um einen Leichtbau zu fördern. Dieser Leichtbau erlaubt eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs. Des Weiteren soll die Dichten innerhalb des Materials des Schalldämpfereinsatzes variabel gestaltbar sein und der Schalldämpfereinsatz selbst in den Schalldämpfer einfach einbringbar sein. Die Herstellung selbst sollte ökologisch verbessert sein und insbesondere sollte bei Gebrauch keine oder nur sehr geringe Emission gesundheitsschädigender Stoffe erfolgen, wie sie derzeit bei der Verwendung von Säcken gefüllt mit losem Glasfasermaterial auftritt. Das Verfahren zur Herstellung dieser Schalldämpfereinsätze sollte einfach durchführ- bar sein und die Schalldämpfereinsätze selbst sollen verbesserte Eigenschaften insbesondere auch im Betrieb aufzeigen. Hierzu gehören eine verbesserte akustische Wirkung, eine Gewichtsreduktion sowie eine bessere Volumenfüllung. Weiterhin besteht Bedarf an Schalldämpfereinsätzen mit verbesserter Ausblassicherheit, d.h. keinem Ausblasen von Glasfasern im Betrieb, sowie verbesserter Formstabilität, um die akustischen und thermischen Eigenschaften zu bewahren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Schalldämpfereinsatz für Kraftfahrzeuge sowie ein Verfahren zur Herstellung hierfür bereitzustellen, wobei dieser Schalldämpfereinsatz verbesserte Eigenschaften im Betrieb unter gleichzeitig verbesserten ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten bereitstellt. Insbesondere soll die Erfindung Schalldämpfereinsätze bereitstellen, die mit möglichst geringem Materialaufwand die gewünschten akustischen und isolierenden Eigenschaften bereitstellt, wobei gleichzeitig eine reduzierte Emission und Umweltbelastung erreicht wird. Dabei weist dieser Schalldämpfereinsatz eine gro ße Formstabilität auch im Betrieb auf und ein relatives Verschieben der Fasern im Formmaterial zueinander sowie ein Ausblasen von Glasfasern sollen minimiert sein, um die thermischen und akustischen Eigenschaften des Materials beizubehalten.

Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß durch einen gattungsgemä- ßen Schalldämpfereinsatz gelöst. Dieser zeichnet sich dadurch aus, dass das Glasfasermaterial ein Endlosglasfasermaterial ist, wobei dieses Glasfasermaterial eine texturierte Glasfaser ist.

Beschreibung der Erfindung

In einem ersten Aspekt richtet sich die Erfindung auf einen Schalldämpferein- satz für Kraftfahrzeuge, insbesondere für PKW und LKW mit Verbrennungsmotoren, aus einem Glasfasermaterial und/oder anderen Mineralfasermaterial. Dieses Glasfasermaterial und/oder anderen Mineralfasermaterial liegt dabei in Form eines gewickelten Formmaterials erhältlich durch Wickeln des Glasfa- sermaterials und/oder anderen Mineralfasermaterial um mindestens einen Träger vor. Der erfindungsgemäße Schalldämpfereinsatz zeichnet sich dadurch aus, dass das Glasfasermaterial und/oder andere Mineralfasermaterial ein Endlosmaterial ist und weiterhin das Glasfasermaterial und/oder andere Mineralfasermaterial eine texturierte Glasfaser und/oder andere texturierte Mineral- faser ist.

Im Folgenden wird unter dem Ausdruck„Glasfasermaterial" sowohl Material aus Glasfasern als auch Material aus Glasfasern und anderen Mineralfasern, wie Basaltfasern oder Basaltwolle, soweit nicht anders ausgeführt, verstanden.

Vorliegend bedeutet der Ausdruck„texturiert", dass die Glasfaser und/oder andere Mineralfaser, die als Roving, Garn oder Zwirn, insbesondere aber als Filament, vorliegt, mit Hilfe von bekannten Verfahren geöffnet wird. Texturierte Glasfasern sind im Stand der Technik bekannt.

Texturierte Fasern zeichnen sich dadurch aus, dass durch das Öffnen der Fasern eine Volumenvergrößerung erreicht wird. Die so texturierten Fasern zeigen aufgrund ihrer Fülligkeit verbesserte thermische und akustische Eigenschaften auf.

Üblicherweise werden texturierte Fasern durch Luftblasverfahren hergestellt. Hierdurch können unterschiedliche Texturierungsniveaus und damit unterschiedliche Dichten des Glasfasermaterials erreicht werden. In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Glasfasermaterial um eine effekttexturierte Glasfaser. Unter dem Ausdruck„effekttexturierte Glasfaser" wird vorliegend verstanden, dass um ein Kern- oder Basisfaden bzw. Roving ein zweiter Faden bzw. Roving (Hauptfaden) umwickelt wird. Sowohl der umwickelte als auch der Basisfaden können dabei entsprechend tex- turiert sein, d.h. geöffnet vorliegen. Bei dem Glasfasermaterial handelt es sich bevorzugt um ein nicht gedrehtes Material, wie Roving und Endlosfilament. Aber auch Garne und Zwirne, bei denen es sich um gedrehte bzw. verzwirnte Materialien handelt, können in texturierter und insbesondere in effekttexturier- ter Form verwendet werden. Erfindungsgemäß kann der Basisfaden auch ein Schmelzfaden oder Baumwollfaden sein oder enthalten, der bei Erwärmung verkohlt oder schmilzt. Solche Ausführungsformen werden von dem Ausdruck„Glasfaser" bzw.„Mineralfaser" ebenfalls umfasst. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Formmaterial durch Wickeln des Glasfasermaterials um mindestens zwei Träger erhalten. Die mindestens zwei Träger sind dabei in einer Art ausgebildet, dass sie bevorzugt verschiebbar sind, um entsprechendes Formmaterial als Wickelrohlinge unterschiedlicher Dimensionierung herstellen zu können. Das Faser- material kann dabei auch um mindestens drei oder mehr Träger gewickelt werden, um Formmaterial in Form von Körpern, insbesondere Hohlkörpern, herzustellen. Diese mindestens drei Träger, die voneinander beabstandet sind, sind bevorzugt verschiebbar, um eine unterschiedliche Dimensionierung des erhaltenen Formmaterials zu erlauben. Die Träger können dabei als Stäbe oder Rohre ausgebildet sein. Alternativ können die Träger auch Bleche oder anders dimensionierte Träger darstellen. Wenn nur ein Träger verwendet wird, ist dieser bevorzugt als Zylinder, der gegebenenfalls hohl ist, ausgebildet. Die Träger können auch einen diskontinuierlichen Durchmesser aufweisen. Die Träger können weiterhin gerade sein oder gebogen vorliegen, um dem Formmaterial eine vorgegebene Form zu geben. Die Träger, wie entsprechende Stäbe, können dabei entsprechend so gebogen und in ihren Durchmesser diskontinuier- lieh dimensioniert sein, so dass dem Wickelrohling eine entsprechend gewünschte Struktur und Form verliehen wird.

Aufgrund der Texturierung der Glasfaser bzw. der anderen Mineralfaser, insbe- sondere aufgrund der Effekttexturierung der Glasfaser, ist es möglich Wickelrohlinge als gewickeltes Formmaterial aus Glasfasermaterial bereitzustellen, das durch ein Verhaken bzw. Interagieren mit nebenliegenden Fasern ein Aufrei ßen der Wickelstruktur und somit eine Verschlechterung der thermischen und akustischen Eigenschaften im Betrieb verhindern. Das Verschieben der Glasfasern, wodurch ein Anhäufen bzw. eine Lückenbildung in dem Formmaterial auftreten kann, hervorgerufen z.B. durch Erschütterungen und Vibrationen im Betrieb, wird dadurch reduziert und die gewünschten Eigenschaften des Schalldämpfereinsatzes sind über die Betriebszeit verbessert. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird das Formmaterial in Form eines Wickelrohlings weiter dauerhaft verfestigt, um ein verfestigtes Formmaterial auszubilden. Bevorzugt findet dieses anschlie ßende Verfestigen des Wickelrohlings auf den Trägern statt. Durch die Verfestigung bleibt die Struktur bzw. Form entsprechend erhalten, da der Wickelrohling noch auf den formge- benden Trägern während des Verfestigens verbleibt. Entsprechend einfach ist es möglich, dem Wickelrohling eine dauerhafte Form in Form einer Formmatte oder eines Formkörpers, insbesondere auch in Form eines Hohlkörpers, zu verleihen. Es ist dabei bevorzugt, dass ein Verfestigen ohne Bindemittel durchgeführt wird. Diese Bindemittel erfordern eine zusätzliche thermische Behandlung und sind aus ökonomischer wie ökologischer Sicht unvorteilhaft.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Schalldämpfereinsatzes können auch komplizierte gewünschte Formen der Dämpferkammer in dem Schalldämpfer durch das Formmaterial ausgefüllt werden. Entsprechend ist es möglich Schalldämp- fereinsätze (Halbzeuge bzw. Bauteile) herzustellen, bei denen die eingesetzte Menge an Fasermaterial reduziert ist, um so einen Leichtbau zu erlauben. Die- ser Leichtbau hat zur Konsequenz, dass ökologische Vorteile wie ein Erniedrigen des Kraftstoffverbrauches usw. erzielt werden. Des Weiteren wird durch die Verwendung der texturierten Faser, die als Endlosmaterial eingesetzt wird, eine hervorragende Dimensionsstabilität erhalten.

Eine mögliche, weitere Verfestigung des in Form eines Wickelrohlings erhaltenen vorliegenden Formmaterials kann dabei mittels Luftverwirbelung, Vernähen, Verketten, Verknoten, Vernadeln, Verfilzen oder Verhäkeln erfolgen, bevorzugt findet dabei die Verfestigung des Wickelrohlings direkt auf dem Träger statt. Es ist aber auch bevorzugt, dass das Formmaterial keinerlei zusätzliche Verfestigung aufweist und dabei seine Dimensionsstabilität behält. Insbesondere ist es bevorzugt, dass der Schalldämpfereinsatz keine Bindemittel aufweist.

Die Verfestigung, insbesondere eine endlose Verfestigung, ist bevorzugt dau- erhaft ausgestaltet. Unter dem Ausdruck„dauerhaft" wird vorliegend verstanden, dass die Verfestigung zumindest so lange anhält, bis der Schalldämpfereinsatz verbaut und der Schalldämpfer geschlossen vorliegt. Ggf. kann bei Verwendung entsprechender Materialien, wie Schmelzfaden oder Baumwollfaden, mit niedrigen Schmelz- oder Zerstörungstemperaturen, ein zumindest teil- weises Auflösen der Verfestigung nach dem Einbau erfolgen, so dass der

Schalldämpfereinsatz die Dämpferkammer innerhalb des Gehäuses vollständig ausfüllen kann.

In einer Ausführungsform ist die Verfestigung aber bevorzugt mindestens teil- weise auch in Betrieb permanent, um die Dimensionsstabilität und Faserstabilität relativ zur Nutzung zu gewährleisten. Erfindungsgemäß kann der Schalldämpfereinsatz weiter durch Schnüren in eine gewünschte Form gebracht werden. Dieses Schnüren erfolgt bevorzugt mit einem Schmelzfaden oder Baumwollfaden, um den Schalldämpfereinsatz für den Einbau in den Schalldämpfer in eine bevorzugte Form zu bringen. Diese wird bei Inbetriebnahme des Schalldämpfers wieder aufgehoben. Eine entsprechende Schnürung erlaubt somit einen einfachen Einbau des Schalldämpfereinsatzes in die Dämpferkammer. Bei Auflösung der Schnürung kann dann die Dämpferkammer durch den Schalldämpfereinsatz vollständig ausgefüllt werden. Dem Fachmann sind geeignete Materialien und Verfahren bekannt.

Der erfindungsgemäße Schalldämpfereinsatz zeichnet sich in einer bevorzugten Ausführungsform dadurch aus, dass er kein Bindemittel aufweist. Dadurch können Verfahrensschritte bei der Herstellung vermieden werden. Genauso können die Herstellungskosten aber auch die Umweltbelastung im Betrieb ver- ringert werden. Das gewickelte Formmaterial ist durch Wickeln des Glasfasermaterials um mindestens einen Träger erhältlich. Bevorzugt ist das Fasermaterial dabei schraubenförmig, insbesondere mit einer Steigung von >3% gewickelt. Durch entsprechende Führung des Läufers beim Wickeln können entsprechende Wickelrohlinge erhalten werden. In einer alternativen Ausführungs- form können die Fasern im Wesentlichen parallel geführt sein. Die Fasern können ein- oder bevorzugt mehrlagig gewickelt sein, wobei die Wicklung auch gegenläufig sein kann, wie sie dem Fachmann schon bekannt sind.

Die erfindungsgemäßen Schalldämpfereinsätze aus texturierter Glasfaser bzw. texturierten anderen Mineralfasern, insbesondere aus effekttexturierter Glasfaser, zeichnen sich durch eine Gewichtsreduktion, bessere Volumenfüllung, bessere thermische und akustische Wirkung aus. Das Handling des Schalldämpfereinsatzes beim Einbau in den Schalldämpfer ist aufgrund der Dimensionsstabilität verbessert. Das Produkt weist eine angenehme Haptik beim Ver- bauen auf. Insbesondere durch den Einsatz von Endlosfasermaterial ist eine Belastung der Arbeiter durch kleine Glasfaserstücke verringert. Durch Einsatz des Endlosmaterials ist weiterhin die Dimensionsstabilität des Schalldämpfereinsatzes in sich verbessert. Es findet kein Verschieben des Fasermaterials im Schalldämpfer statt, so dass die akustischen und thermischen Eigenschaften des Schalldämpfermaterials im Betrieb erhalten bleiben. Schlie ßlich weist durch die Verwendung von Endlosmaterial und aufgrund der Verkettung bzw. des Verhakens der texturierten Fasern miteinander dieser Schalldämpfereinsatz verbesserte Sicherheit gegenüber einem Aufblasen von Glasfasern auf. Dies wird insbesondere auch ohne weitere Arbeitsschritte, wie ein Vernadeln, erzielt.

Entsprechend weisen die erfindungsgemäßen Schalldämpfereinsätze sowohl ökologische als auch ökonomische Vorteile gegenüber bekannten Schalldämpfereinsätze auf. In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Anmeldung ein Verfahren zur Herstellung eines Schalldämpfereinsatzes für Schalldämpfer, insbesondere für kraftstoffbetriebene PKW- und LKW-Schalldämpfer, wobei dieser Schalldämpfereinsatz ein schalldämpfendes, schallschluckendes oder isolierendes Formmaterial aus Glasfasermaterial umfasst. Das erfindungsgemäße Verfahren um- fasst die folgenden Schritte:

Wickeln des Glasfasermaterials um mindestens einen Träger zur Herstellung eines schalldämpfenden, schallschluckenden oder isolierenden Formmaterials in Form eines Wickelrohlings, wobei das Glasfasermaterial ein Endlosglasfa- sermaterial ist und die Glasfaser eine texturierte Glasfaser, insbesondere eine effekttexturierte Glasfaser, ist. Besonders bevorzugt wird in diesem Verfahren ein einsträngiges effekttexturiertes Endlosfilament eingesetzt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt derart durchgeführt, dass das Glasfasermaterial um mindestens zwei Träger gewickelt wird. In einer weiteren Ausführungsform können mindestens drei oder mehr Träger eingesetzt werden. Die Träger können dabei solche sein, wie oben beschrieben.

Die Wicklung des Glasfasermaterials kann dabei schraubenförmig, insbeson- dere mit einer Steigung von 3% erfolgen. Alternativ kann eine im Wesentlichen parallel geführte Wicklung vorliegen. Das Verfahren kann dabei zur Herstellung von gewickeltem Formmaterial als Endlosformmaterial ausgebildet sein. Alternativ erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren die Ausbildung von Formmaterial definierter Dimension. Insbesondere ist es möglich passgenaue Formmaterialien, wie Formmatten oder Formkörper bereitzustellen. Die so hergestellten Körper können dabei rotations- oder nichtrotationssymmetrische Teile sein.

Bei der Herstellung eines Endlosformmaterials kann das Produkt als Rollenware aufgewickelt werden oder durch eine entsprechende Einrichtung auf die gewünschte Endkontur geschnitten werden. Das Schneiden kann dabei in einem vorgegebenen Winkel oder auch mit einer anderen Kontur erfolgen. Auch die Art der Wicklung, die Dichte der Wicklung und ggf. eine anschließende Verfestigung können das Volumen des hergestellten Schalldämpfereinsatzes beeinflussen. Insbesondere, wenn als Fasermaterial effekttexturierte Materialien Verwendung finden, bei denen ein Hauptfaden spannungsfrei um einen Basis- faden texturiert ist, wird hierdurch ein positiver Einfluss auf die Voluminisierung erreicht.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren weiterhin den Schritt des dauerhaften Verfestigens des auf den Trägern vorliegen- den Wickelrohlings zur Ausbildung eines schalldämpfenden, schallschluckenden oder isolierenden Formmaterials umfassen. Dies so erhaltene Formmaterial kann in einem weiteren Schritt durch Schnüren in eine gewünschte Form gebracht werden, wie oben ausgeführt. Insbesondere ist das dauerhafte Verfestigen eine Art der Verfestigung, die ohne Bindemittel durchgeführt wird.

Schließlich wird erfindungsgemäß ein Schalldämpfer mit einem erfindungsgemäßen Schalldämpfereinsatz bereitgestellt. Dieser Schalldämpfereinsatz kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erhältlich sein. Die Herstellung des Schalldämpfereinsatzes kann dabei mit einer Vorrichtung erfolgen, die ein Wickeln unter gleichzeitiger Texturierung der Glasfaserfäden, insbesondere des Rovings oder Monofilamentes, erlaubt. Dadurch ist es möglich, in einem Verfahren in Schritt d) die erfindungsgemäßen Schalldämpfereinsätze aus texturierten, insbesondere effekttexturierten Glasfasern herzustellen.