[0001] Die Erfindung betrifft schallabsorbierende Strukturen sowie ein Verfahren zur Herstellung
von Strukturelementen, die bei den erfindungsgemäßen Strukturen eingesetzt werden.
Die insbesondere für Applikationen, bei denen Körperschall auftritt und einer Dämpfung
bedarf, angewendet werden kann.
[0002] Die Erfindung kann günstigerweise auch im mobilen Einsatz Anwendung finden, da neben
schalldämpfenden Eigenschaften auch der Leichtbauaspekt berücksichtigt werden kann.
[0003] Für die Schalldämmung werden üblicherweise zusätzliche Dämmstoffe eingesetzt, die
auf, unter oder auch zwischen tragende mechanische Elemente angeordnet bzw. angebracht
werden. An sich geeignete und häufig genutzte Stoffe sind dabei geschäumte Kunststoffe
oder Faserstrukturen.
[0004] In Fällen, bei denen solche Stoffe für die Schalldämmung eingesetzt werden, sind
aber generell tragende mechanische Elemente erforderlich, die die wirkenden statischen
und dynamischen Kräfte bzw. Momente mit ausreichender Festigkeit aufnehmen können.
[0005] Des Weiteren ist es bekannt, für die Schalldämmung hohle Elemente, wie beispielsweise
Hohlkugeln einzusetzen. Dabei können solche Hohlkugeln als lose Schüttung, analog
wie Faserstrukturen aber auch als stoffschlüssig miteinander verbundene Hohlkugeln
schalldämmende Elemente bilden.
[0006] Solche Hohlkugeln oder auch Hohlkugelstrukturen können relativ gut Luftschall dämpfen
und den Schallpegel reduzieren.
[0007] Im Falle von Körperschall ist deren schalldämmende Wirkung aber begrenzt.
[0008] Aufgabe der Erfindung ist es, eine schalldämmende Struktur vorzuschlagen, mit der
unter Berücksichtigung des Leichtbauaspektes auch eine verbesserte Schalldämmung erreichbar
ist.
[0009] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit schallabsorbierenden Strukturen, wie sie mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 definiert sind, gelöst. Die Patentansprüche 18 und 21
betreffen Verfahren zur Herstellung von hohlen Strukturelementen, mit denen erfindungsgemäße
schallabsorbierende Strukturen ausgebildet werden können.
[0010] Zur Lösung dieser Aufgabe wird daher vorgeschlagen, schalldämmende Strukturen aus
bzw. mit einzelnen Strukturelementen zu bilden, wobei diese einzelnen Strukturelemente
einen von einer Schale umschlossenen Hohlraum aufweisen und innerhalb dieses Hohlraumes
ein bestimmter Anteil an festen, nicht miteinander verbundenen Partikeln eingeschlossen
ist. Die eingeschlossenen Partikel können sich innerhalb des Hohlraumes in den Strukturelementen
bewegen, da sie quasi eine lose Schüttung bilden. In einer erfindungsgemäßen Alternative
können aber auch Hohlkörper in Hohlräumen von Strukturelementen eingeschlossen sein.
[0011] Die Schalen solcher Strukturelemente können dabei vollständig geschlossen und dicht
sein. Sie können aber auch eine bestimmte Porosität aufweisen, wobei lediglich gewährleistet
sein soll, dass die im inneren Hohlraum eingeschlossenen festen Partikel nicht durch
solche Schalen hindurchtreten können.
[0012] Die erfindungsgemäß einzusetzenden hohlen Strukturelemente gegebenenfalls auch die
eingeschlossenen Hohlkörper können dabei die Form von sphärischen Hohlkugeln aufweisen.
Sie können aber auch andere geometrische Konturen bilden. Für die Hohlkörper ist eine
sphärische Gestaltung zu bevorzugen.
[0013] Der Einsatz der hohlen Strukturelemente kann, wie aus dem Stand der Technik bereits
bekannt, ebenfalls als lose Schüttung, aber auch in Form eines stoffschlüssig erhaltenen
festen Verbundes erfolgen, wobei im letztgenannten Fall leichte, selbsttragende schalldämmende
Strukturen zur Verfügung gestellt werden können, die auch über ein gewisses Maß an
mechanischer Festigkeit verfügen und in gewissen Grenzen tragende Eigenschaften erreichen.
[0014] So können beispielsweise Trennwände, Türelemente oder auch Fußböden von Fahrzeugen
in dieser Form mit erfindungsgemäßen Strukturen hergestellt werden.
[0015] Die Wirkung der erfindungsgemäßen schallabsorbierenden Strukturen kann in relativ
weiten Grenzen beeinflusst werden. Dabei sind beispielsweise der Füllgrad mit losen,
festen Partikeln innerhalb der Hohlräume, die jeweilige Partikelgröße bzw. eine Partikelgrößenverteilung
sowie die physikalische Dichte der Partikel geeignete Parameter.
[0016] Die Hohlräume der Strukturelemente sollten dabei möglichst mit losen festen Partikeln
gefüllt sein, die mindestens ein Volumen von 5 % des von einer Schale umschlossenen
Hohlraumes ausfüllen.
[0017] Die erfindungsgemäß für alle absorbierenden Strukturen einzusetzenden hohlen Strukturelemente
können vorteilhaft in Form von Hohlkugeln ausgebildet sein, zumindest jedoch sollten
Sie eine sphärische Oberfläche aufweisen. Solche Gestaltungsformen sind aber auch
für die gegebenenfalls allein oder zusätzlich zu den festen losen Partikeln in hohlen
Strukturelementen eingeschlossenen Hohlkörper geeignet.
[0018] Sphärische Strukturelemente können aber auch später verformt werden, wenn beispielsweise
ein fester Verbund von Strukturelementen zu einem schallabsorbierenden Leichtbauteil
gewünscht ist.
[0019] Die Strukturelemente können äußere Abmessungen/Durchmesser im Bereich 0,5 bis 30
mm und Schalendicken im Bereich 10 bis 3000 µm aufweisen.
[0020] Die hohlen Strukturelemente können, wie bereits angesprochen, in Form einer losen
Schüttung eine schallabsorbierende Struktur ausbilden. Es besteht aber auch die Möglichkeit,
hohle Strukturelemente stoffschlüssig miteinander zu verbinden, was durch Kleben,
Löten oder Versintern, erreichbar ist. Hohle Strukturelemente nach der Erfindung können
aber auch innerhalb einer Matrix vergossen sein, was beispielsweise mit einem geeigneten
aushärtbaren Kunststoff oder einem relativ niedrig schmelzenden Metall möglich wird.
[0021] Bei der Herstellung hohler Strukturelemente, in denen lose frei bewegliche Partikel
enthalten sind, sollten die festen Partikel, die in einer Schicht, die unmittelbar
auf der Oberfläche des polymeren Kerns ausgebildet ist, möglichst im Anschluss an
das Austreiben der organischen Komponenten (z.B. Pyrolyse) zerfallen. Dadurch werden
die losen frei beweglichen Partikel vor dem zur Ausbildung der Schale von hohlen Strukturelementen
führenden Sintern frei gegeben. Dementsprechend soll eine Auswahl eines hierfür geeigneten
Werkstoffes für die pulverförmigen Partikel, die in der unmittelbar auf der Oberfläche
des polymeren Kerns ausgebildeten Schicht enthalten sind, die jeweiligen Sintertemperaturen
berücksichtigen. So kann ein Werkstoff für die pulverförmigen Partikel in dieser Schicht
ausgewählt werden, der eine deutlich höhere Sintertemperatur aufweist, als die pulverförmigen
Partikel die zur Ausbildung der Schale hohler Strukturelemente durch Sintern führen.
Hierfür sollten Werkstoffe von pulverförmigen Partikeln eingesetzt werden, deren Sintertemperatur
um mindestens 100 K, bevorzugt um mindestens 200 K abweicht.
[0022] Die Freisetzung der Partikel aus der unmittelbar auf der Oberfläche des polymeren
Kerns ausgebildeten Schicht bei einer Wärmebehandlung kann auch dadurch unterstützt
werden, indem ein hoher Anteil platzhaltender, bevorzugt organischer Binderkomponenten
gemeinsam mit pulverförmigen Partikeln diese Schicht bilden.
[0023] In dieser Phase der Herstellung von hohlen Strukturelementen sollte auch berücksichtigt
werden, dass üblicherweise beim Sintern eine Schrumpfung/Schwindung auftritt, die
zu einer Reduzierung des Volumens und dementsprechend auch der Größe/des Durchmessers
der Schale hohler Strukturelemente führt. Dementsprechend sollte die innere Schicht,
die unmittelbar auf dem polymeren Kern aufgebracht worden war, möglichst vorab zerfallen
sein und keine eigene innere Schale gebildet haben, die in unmittelbaren Kontakt mit
der die äußere Schale durch Versintern bildenden äußeren Schicht während des eigentlichen
Sintervorganges stehen, so dass keine Eigenspannungen an solchen Schalen ausgebildet
werden und auch eine Rissbildung an Schalen von hohlen Strukturelementen vermieden
werden kann.
[0024] Die in hohlen Strukturelementen enthaltenen frei beweglichen festen Partikel oder
Hohlkörper, sollten aus einem für den Werkstoff, der letztendlich die Schale hohler
Strukturelemente ausbildet, inerten Werkstoffen gebildet sein und auch keinerlei andere
Affinitäten zu diesem Werkstoff aufweisen.
[0025] Geeignete Werkstoffe sind beispielsweise Carbide, Nitride, Oxide, Silizide oder Aluminide,
die auch als Mischung in Strukturelementen enthalten sein können. Sie sollten jedoch
die erwähnten erhöhten Sinter- und Schmelztemperaturen einhalten.
[0026] Die Partikel können bevorzugt aus geeigneten Oxiden, wie beispielsweise Al
2O
3, MgO, ZrO
2 oder Y
2O
3 gebildet sein, wobei hier die jeweiligen Sintertemperaturen über vielen geeigneten
Metallen oder Metalllegierungen, die für die Ausbildung von Schalen hohler Strukturelemente
auf pulvermetallurgischem Wege geeignet sind, liegen.
[0027] Solche Partikel, die in hohlen Strukturelementen lose und frei beweglich enthalten
sein können, können aber auch geeignete Silikate, wie beispielsweise Kaolin sein.
[0028] Die eingesetzten pulverförmigen Ausgangspartikel für die unmittelbar auf dem polymeren
Kern ausgebildete Schicht, können mit Partikelgrößen im Bereich von 5 nm bis hin zu
500 µm eingesetzt werden. Partikel mit Größen oberhalb 100 µm können bevorzugt in
Kerne eingebettet werden, die durch Extrusion, Pulvergranulation oder Pelletierung
hergestellt worden sind, wobei für Möglichkeiten hierzu noch weitere Erklärungen nachfolgend
gegeben werden.
[0029] Bei erfindungsgemäßen schalldämmenden Strukturen können aber auch vollständig hohle
Strukturelemente in Verbindung mit den erfindungsgemäß feste Partikel und/oder Hohlkörper
enthaltenden hohlen Strukturelemente eingesetzt werden, so dass in gewissen Grenzen
eine Massereduzierung erreicht werden kann.
[0030] Die physikalische Dichte von erfindungsgemäßen schallabsorbierenden Strukturen kann
≤ 1 g/cm
3 gehalten werden.
[0031] Es bestehen mehrere Möglichkeiten solche hohlen, feste Partikel enthaltenden Strukturelemente
herzustellen.
[0032] So kann beispielsweise so vorgegangen werden, dass auf einen Kern, aus einem organischen
bevorzugt polymeren Stoff, beispielsweise Polystyren eine mehrschichtige Beschichtung
aufgebracht wird, wobei dann nachfolgend zumindest mittels der obersten Schicht die
letztendliche äußere Schale der hohlen Strukturelemente gebildet werden kann.
[0033] In einzelnen Schichten einer solchen Beschichtung sind dann pulverförmige Partikel
enthalten. Dabei sind die pulverförmigen Partikel, die die Schalen der hohlen Strukturelemente
bilden sollen, aus einem sinterbaren Werkstoff (Metall, Keramik) gebildet. Die pulverförmigen
Partikel, die zumindest in der unmittelbar auf dem Kern ausgebildeten Schicht enthalten
sind, sind im Gegensatz dazu aber aus einem Werkstoff, der schlechter bzw. bei deutlich
höheren Temperaturen, als der eigentliche Schalenwerkstoff gesintert werden kann,
gebildet.
[0034] Die entsprechend beschichteten Kerne werden dann nachfolgend in an sich bekannter
Form einer thermischen Behandlung unterzogen, wobei in einem ersten Schritt, gegebenenfalls
nach einer vorab Trocknung, die organischen Komponenten ausgetrieben werden (z.B.
Pyrolyse). Nachfolgend wird dann die Temperatur erhöht und es erfolgt zur Ausbildung
der geschlossenen Schalen eine Sinterung, die dann zum Einschließen der nicht miteinander
versinterten festen Partikel innerhalb der von Schalen umschlossenen Hohlräume führt.
[0035] Für die Herstellung von hohlen Strukturelementen, in denen Hohlkörper frei beweglich
enthalten sind, können in der unmittelbar auf dem polymeren Kern ausgebildeten Schicht
pulverförmige Partikel mit hoher Sinteraktivität enthalten sein, die auch eine kleinere
Partikelgröße aufweisen können, als die pulverförmigen Partikel, die durch Sintern
zur Ausbildung der Schale der hohlen Strukturelemente eingesetzt worden sind.
[0036] So können die in hohlen Strukturelementen frei beweglich angeordneten Hohlkörper
aus sinteraktiven Metallverbindungen, bevorzugt Oxiden ausgewählt aus Fe
2O
3, Fe
3O
4, CuO, NiO, MoO
3, WO
3 und CoO ausgebildet werden, wobei die jeweilige Partikelgröße kleiner als 30 µm,
bevorzugt kleiner als 1 µm gewählt werden kann.
[0037] In der auf einer Schicht, die unmittelbar auf dem Kern ausgebildeten Schicht ausgebildet
ist, enthaltenden pulverförmigen Partikel, die beim Sintern die Schale der hohlen
Strukturelemente bilden, können bevorzugt Metallpulver sein, wie beispielsweise Eisen
mit Kupfer, wobei das Kupfer in eine Eisenschale infiltriert werden kann. Die Partikelgröße
dieser Metallpulver sollte mindestens bei 30 µm gehalten werden.
[0038] Im Anschluss an die Ausbildung der aus mindestens zwei Schichten gebildeten Beschichtung
durchzuführenden Wärmebehandlung werden dann wieder, wie bereits angesprochen, zuerst
organische Komponenten ausgetrieben und es erfolgt im Anschluss daran die Ausbildung
eines Hohlkörpers durch Sintern der pulverförmigen Partikel, die in der unmittelbar
auf dem polymeren Kern ausgebildeten Schicht enthalten waren. Unterstützt durch die
kleinere Partikelgröße, der in dieser Schicht enthaltenden Partikel reduzieren sich
das Volumen und dementsprechend auch die äußeren Abmessungen des Hohlkörpers deutlich
mehr, als dies bei der nachfolgenden Sinterung der pulverförmigen Partikel, die in
der äußeren Schicht enthalten sind und die Schale der hohlen Strukturelemente bilden.
Nach dem Sintern sind dementsprechend die äußeren Abmessungen des jeweiligen Hohlkörpers
innerhalb der Schale hohler Strukturelemente kleiner als deren inneres Volumen, so
dass eine freie Beweglichkeit der jeweiligen Hohlkörper innerhalb der hohlen Strukturelemente
gegeben ist.
[0039] Durch die Auswahl geeigneter Pulver und die Einstellung einer gezielten Konsistenz
für die Schichten, die die Beschichtung auf dem polymeren Kern bilden, kann Einfluss
auf die Schalendicke und die bereits eingangs erwähnten Parameter sowie den Füllgrad
innerhalb der Hohlräume mit festen, losen Partikeln genommen werden. Selbstverständlich
können auch die Schalendicke der hohlen Strukturelemente und deren äußere und innere
Abmessungen entsprechend beeinflusst werden, so dass auch die Gesamtmasse der hohlen
Strukturen und das Masseverhältnis Partikel: Schale einstellbar sind.
[0040] Vorteilhaft sollte die Masse von in hohlen Strukturelementen enthaltenen Partikeln
oder Hohlkörpern s der Masse der jeweiligen Schale eines Strukturelementes sein.
[0041] Die erfindungsgemäß zu verwendenden hohlen Strukturelemente können aber auch so hergestellt
werden, dass die Kerne, die nachfolgend beschichtet werden sollen, aus einer Mischung
von festen Partikeln und einem organischen Stoff bzw. Stoffgemisch hergestellt werden.
Als organische Stoffe oder Stoffgemische können an sich bekannte und geeignete organische
Binder/Kunststoffe eingesetzt werden. Die Herstellung solcher Kerne kann beispielsweise
mit Hilfe eines Extruders erfolgen. Dabei kann das Extrudat durch eine entsprechend
gestaltete Matrize gepresst werden und eine gewünschte geometrische Gestalt annehmen.
Der aus der Matrize austretende Strang kann dann in einzelne Teile auf entsprechende
Länge geschnitten werden.
[0042] Kerne, die Partikel enthalten, können aber auch durch Pulvergranulation und anderen
Pelletierverfahren hergestellt werden.
[0043] In bestimmten Fällen können die so hergestellten und gegebenenfalls auf eine bestimmte
Länge geschnittenen Kerne auch in an sich bekannter Form verrundet werden, so dass
sie eine nahezu vollständige sphärische Gestalt annehmen können.
[0044] Die so hergestellten Kerne werden dann mit mindestens einer Schicht überzogen, in
der ein sinterbarer pulverförmiger Werkstoff enthalten ist.
[0045] Nachfolgend kann dann eine Temperaturbehandlung, die wie bereits beschrieben durchgeführt
wird, erfolgen. Durch einen ersten Prozessschritt (z.B. Pyrolyse) werden dabei die
organischen Komponenten aus dem Kern und gegebenenfalls auch aus der Deckschicht ausgetrieben
und nachfolgend erfolgt dann wiederum zur Ausbildung der Schalen der hohlen Strukturelemente
das Sintern.
[0046] Neben den angesprochenen schallabsorbierenden Eigenschaften können mit erfindungsgemäßen
Strukturen auch mechanische Schwingungen gedämpft werden.
[0047] Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Beispielen erläutert werden.
Beispiel 1:
[0048] 3 Liter sphärische Kerne aus vorgeschäumtem expandierbaren Polystyren (EPS), deren
mittlerer Durchmesser 5,7 mm betrug, wurden mit einer ersten Schicht beschichtet.
Diese Beschichtung bestand aus 70 Vol.-% Aluminiumoxidpulver mit einer Partikelgröße
im Bereich von 2 bis 40 µm und 30 Vol.-% Zinkstearatpulver in einer wässrigen PVA-(Polyvinylalkohol)Binderlösung.
Es wurden insgesamt 870 g Aluminiumoxidpulver aufgetragen. Im Anschluss an die Ausbildung
dieser ersten Schicht unmittelbar auf der Oberfläche der Kerne wurde eine weitere
Schicht aufgebracht, die aus einer wässrigen PVA (Polyvinylalkohol)-Binderlösung sowie
Carbonyl-Eisenpulver mit einer mittleren Partikelgröße von 6 µm gebildet ist. Dabei
wurden insgesamt 430 g Carbonyl-Eisenpulver auf die bereits mit Aluminiumoxidpulver
beschichteten Kerne aufgetragen.
[0049] Im Anschluss erfolgte eine Wärmebehandlung zum Austreiben der organischen Komponenten
und durch Sinterung der Ausbildung einer äußeren geschlossenen Schale von hohlen Strukturelementen
in einer Schutzgasatmosphäre bei einer Maximaltemperatur von 1120 °C.
[0050] Im Anschluss an die Wärmebehandlung wurden hohle Eisenstrukturelemente, in denen
frei bewegliche lose feste Partikel aus Aluminiumoxid eingeschlossen waren, erhalten.
Die Schüttdichte der befüllten Kugeln betrug 0,44 g/cm
3 und der Füllgrad der gesinterten Hohlkugeln mit Aluminiumoxid betrug dabei ca. 20
bis 25 % bei einem mittleren Kugeldurchmesser von 5,4 mm.
Beispiel 2:
[0051] 2 Liter vorgeschäumte Polystyrenkerne mit einem Durchmesser von 2,9 mm wurden mit
einer Mischung, bestehend aus 75 Vol.-% Magnesiumoxidpulver mit einer Partikelgröße
im Bereich von 1 bis 15 µm und 30 Vol.-% Polyethylenglykol mit einer Schmelztemperatur
oberhalb 80 °C in einer wässrigen Binderlösung beschichtet. Es wurden insgesamt 280
g Magnesiumoxidpulver aufgetragen.
[0052] Auf dieser unmittelbar auf die Kerne aufgebrachten Schicht wurde eine Trennschicht
aus Polyethylenglykol mit einer Schmelztemperatur oberhalb 80 °C, die frei von Partikeln
gehalten ist, mit einer Dicke von ca. 80 µm aufgebracht.
[0053] Auf diese Trennschicht wurde wiederum eine für die Ausbildung einer Schale der Strukturelemente
geeignete äußere Schicht aufgebracht. Auf die bereits mit Magnesiumoxid beschichteten
Kerne wurden 680 g Carbonyl-Eisen in einer wässrigen PVA-Suspension aufgetragen.
[0054] Nach der Ausbildung dieser aus drei einzelnen Schichten bestehenden Beschichtung
erfolgte wiederum eine Wärmebehandlung zum Austreiben der organischen Komponenten
und dem Sintern der äußeren Schale aus legiertem Eisen in einer Schutzgasatmosphäre
bei einer Temperatur von maximal 1250 °C.
[0055] Die so hergestellten hohlen Strukturelemente bildeten dann Magnesiumoxidpartikel
in loser frei beweglicher Form enthaltene Hohlkugeln. Der mittlere Durchmesser der
gesinterten Kugeln betrug 2,8 mm bei einer Schüttdichte von 0,5 g/cm
3. Der Füllgrad der Hohlkugeln mit Magnesiumoxid betrug ca. 20 bis 25 % des Innenvolumens.
1. Schallabsorbierende Struktur, die mit hohlen Strukturelementen gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in hohlen Strukturelementen innerhalb einer äußeren Schale frei bewegliche lose feste
Partikel oder ein frei beweglicher Hohlkörper eingeschlossen sind/ist.
1. Struktur nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur vollständig aus feste Partikel und/oder Hohlkörper enthaltenden hohlen
Strukturelementen gebildet ist.
2. Struktur nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die hohlen Strukturelemente eine lose Schüttung bilden.
3. Struktur nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die hohlen Strukturelemente stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
4. Struktur nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die hohlen Strukturelemente durch Kleben, Löten oder Sintern miteinander verbunden
bzw. innerhalb einer Matrix vergossen sind.
5. Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hohlen Strukturelemente als Hohlkugeln ausgebildet sind.
6. Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente äußere Abmessungen zwischen 0,5 und 30 mm aufweisen.
7. Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schalendicke zwischen 10 und 3000 µm eingehalten ist.
8. Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelgröße zwischen 5 nm und 500 µm liegt.
9. Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eingeschlossenen Hohlkörper als Hohlkugeln ausgebildet sind.
10. Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale von hohlen Strukturelementen aus einem Metall, einer Metalllegierung oder
einer Keramik gebildet ist.
11. Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass feste lose Partikel innerhalb hohler Strukturelemente aus einem Werkstoff mit höherer
Sintertemperatur, als der Werkstoff, aus dem die Schale der hohlen Strukturelemente
gebildet ist, gebildet sind.
12. Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb einer Schale von hohlen Strukturelementen enthaltenen Partikel aus
einem gegenüber dem Schalenwerkstoff inerten Werkstoff gebildet sind.
13. Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel aus einem Carbid, Nitrid, Oxid, Silizid und/oder Aluminid gebildet sind.
14. Struktur nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass das Oxid ausgewählt aus Al2O3, ZrO2, Y2O3 und MgO ist.
15. Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb hohler Strukturelemente aus einem Silikat gebildete Partikel enthalten
sind.
16. Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb hohler Strukturelemente enthaltenen Partikel mindestens 5 % des Innenvolumens
eines jeweiligen hohlen Strukturelementes ausfüllen.
17. Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein innerhalb eines hohlen Strukturelementes enthaltener Hohlkörper aus einem Oxid,
ausgewählt aus Fe2O3, Fe3O4, CoO, NiO, MoO3, WO3 und CuO gebildet ist.
18. Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur eine physikalische Dichte s 1 g/cm3 aufweist.
19. Verfahren zur Herstellung von hohlen Strukturelementen für schallabsorbierende Strukturen
nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass auf einen Kern aus einem organischen Stoff eine aus mindestens zwei übereinander
ausgebildeten Einzelschichten gebildete Beschichtung aufgebracht wird, dabei in der
unmittelbar auf der Oberfläche des Kerns aufgebrachten Schicht feste Partikel eines
Stoffes enthalten sind, die aus einem Werkstoff mit höherer Sintertemperatur gebildet
sind, als Partikel eines Werkstoffes, die in einer weiteren aufgebrachten Schicht
enthalten sind,
im Anschluss an die Beschichtung eine Wärmebehandlung durchgeführt wird, bei der zuerst
die organischen Bestandteile ausgetrieben, die pulverförmigen Partikel der vorab unmittelbar
auf dem Kern ausgebildeten Schicht freigegeben und die pulverförmigen Partikel der
äußeren Schicht zu einer Schale versintert werden.
20. Verfahren nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, dass die Sintertemperatur der pulverförmigen Partikel, die in der unmittelbar auf dem
Kern ausgebildeten Schicht enthalten sind, mindestens 100 °K höher, als die Sintertemperatur
von pulverförmigen Partikeln, in der die äußere Schale bildenden Schicht ist.
21. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21,
dadurch gekennzeichnet, dass in der unmittelbar auf dem Kern aufgebrachten Schicht pulverförmige Partikel aus
unterschiedlichen Werkstoffen und/oder mit unterschiedlicher Partikelgröße enthalten
sind.
22. Verfahren zur Herstellung von hohlen Strukturelementen für schallabsorbierende Strukturen
nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass auf einen Kern aus einem organischen Stoff eine aus mindestens zwei übereinander
ausgebildeten Einzelschichten gebildete Beschichtung ausgebildet wird,
dabei die unmittelbar auf dem Kern ausgebildete Schicht sinterbare pulverförmige Partikel
enthält, die bei einer Temperatur miteinander versintern, die ≤ die Sintertemperatur
von pulverförmigen Partikeln, die in einer äußeren Schicht enthalten sind, ist und/oder
ein größeres Schwindmaß beim Sintern aufweisen,
im Anschluss an die Beschichtung eine Wärmebehandlung durchgeführt wird,
bei der zuerst die organischen Bestandteile ausgetrieben,
dann die pulverförmigen Partikel der Schichten miteinander versintern und dabei eine
äußere Schale für ein hohles Strukturelement und innerhalb eines jeweiligen hohlen
Strukturelementes ein darin eingeschlossener Hohlkörper ausgebildet werden.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Beschichtung zwischen pulverförmige Partikel enthaltenden Schichten eine
partikelfreie Trennschicht ausgebildet wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung in einer Schutzgasatmosphäre durchgeführt wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass Partikel enthaltende Kerne, die durch Extrusion, Pulvergranulation oder Pelletierung
hergestellt worden sind, eingesetzt werden.