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Körperschalldämpfender Werkstoffverbund bondal®

Körperschalldämpfender Werkstoffverbund mit maßgeschneiderten Eigenschaften

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thyssenkrupp Steel Europe AG

Kaiser-Wilhelm-Straße 100

47166 Duisburg

Telefon+49 (0)203 52-0

bondal®: Akustikoptimierung für E-Motoren

Mit bondal® stellt thyssenkrupp Steel seit Jahren einen bewährten Sandwich-Werkstoff für die Geräuschreduzierung im Fahrzeugbau zur Verfügung. Neueste Anwendungsuntersuchungen mit dem innovativen Werkstoffverbund im Batteriefahrzeug zeigen auch erhebliche Potenziale für eine Akustikoptimierung elektrischer Antriebsmotoren und deren Leistungselektronik.

Blick auf einen Motor mit bondal Inverterdeckel
bondal®: Innovativer Werkstoffverbund für Inverterdeckel.

Weniger ist mehr: das gilt im Elektrofahrzeug nicht nur für die Emission schädlicher Klimagase, sondern auch für eine deutliche Reduzierung der Antriebslautstärke. Elektromotoren sind schlicht leiser als konventionelle Verbrenner. Damit stören sie und ihre Leistungselektronik Insassen und Umwelt aber nicht zwingend weniger. Die antriebsbedingten Geräuschemissionen im Elektrofahrzeug finden vorrangig in einem Frequenzband statt, das von Menschen als besonders unangenehm empfunden wird.

bondal® ist die stille Revolution

In einer ersten Untersuchung reduziert ein Deckel aus bondal®, hier in der Variante CB40, die Geräuschemission des sogenannten Inverters oder Umrichters. Diese für jeden E-Antrieb zentrale Komponente wandelt den Gleichstrom der Batterie in Wechselstrom für den Antriebsmotor um und produziert – je nach Lastzustand – hochfrequenten Schall, der über den Deckel des Invertergehäuses abgestrahlt wird. Ein unangenehmes Geräusch und damit ein erhebliches Komfortproblem, das mit monolithischen Werkstoffen und ohne sekundäre Akustikmaßnahmen aktuell nicht zufriedenstellend gelöst werden kann.

bondal® setzt zur Akustikoptimierung des Inverters auf eine bislang weitgehend unbeachtete Eigenschaft des Stahl-Kunststoff-Stahl-Verbunds: Denn zum Bauteil umgeformtes bondal® bietet zusätzlich zur werkstofftypischen Körperschalldämpfung auch luftschalldämmende Eigenschaften. Letztere wirken sich eher bei höheren Frequenzen ab 300 Hertz aus. In Summe reduzieren Körperschalldämpfung und Luftschalldämmung den Schalldruckpegel im Nahbereich um bis zu 20 db(A) – das entspricht einer Lautstärkeminderung auf ein Viertel der Ausgangslautstärke. Gegenüber heute eingesetzten Lösungen aus reinen Stahl- oder Aluminiumblechen in Verbindung mit weiteren Maßnahmen zur Lautstärkereduzierung wie der Anbringung von Schwerschicht- und Feder-Masse-Elementen ist bondal® auch aus Gewichtsgründen eine hoch attraktive Alternative. Darüber hinaus bietet das Produkt eine gute elektromagnetische Abschirmung und lässt sich problemlos recyceln.

Idealer Akustikwerkstoff

bondal® ist aber auch aus einem anderen Grund der ideale Akustikwerkstoff für eine Vielzahl von Anwendungen in der Karosserie im Allgemeinen und im Antriebsstrang speziell von Elektrofahrzeugen: Der Sandwichwerkstoff hat die guten Gene hochwertiger Stahlfeinbleche geerbt und verfügt weitgehend über das anwendungsgerechte Eigenschaftenprofil des führenden Leichtbauwerkstoffs für die Automobilindustrie. Wie hochwertig verzinkte Karosseriebleche ist auch bondal® wirkungsvoll kathodisch gegen Korrosion geschützt, bietet die im elektrifizierten Antriebsstrang so wichtige elektromagnetischen Abschirmung und ist selbstverständlich voll in den stahltypischen Recyclingkreislauf integriert. Die Verarbeitung erfolgt auf vorhandenen Anlagen, das Umformverhalten wird von den Stahldeckblechen bestimmt und birgt wenig Potenzial für unangenehme Überraschungen in der Bauteilfertigung.

Werkstoffverbund bondal®
Herstellungsprozess bondal®: Sandwichaufbau

Wirkungsvolles Hin- und Her

Die herausragenden akustischen Eigenschaften verdankt bondal® seinem typischen Sandwich-Aufbau. Es besteht aus einem oberen und einem unteren Stahldeckblech in variabler Dicke, die durch eine nur 0,03 mm bis 0,04 mm dünne, permanent viskoelastische Polymerkernschicht zu einem Laminat verbunden werden. Die schubweiche Verbindung erlaubt bei Einwirkung von Körperschall ein äußert geringes aber wirkungsvolles Hin- und Hergleiten der Stahldeckbleche zueinander, wobei Schwingungsenergie in Wärme umgesetzt wird und den Köperschall dämpft.

Dass mit fortschreitenden Erkenntnissen und Messtechniken jetzt am umgeformten Bauteil auch eine Luftschalldämmung bei höheren Frequenzen nachgewiesen werden konnte, erweitert den Anwendungsbereich des etablierten Werkstoffverbunds auf Fahrzeuge mit Hybrid- oder reinem Elektroantrieb.

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