Der zunehmende Verkehr erfordert von Automobildesignern den Einsatz effektiver Schallschutzlösungen. Zu viel Lärm kann ermüden und Stress verursachen, die Konzentration des Fahrers beeinträchtigen und somit die Verkehrssicherheit beeinträchtigen. Ein weiterer Aspekt ist die Entwicklung von Car-Audio-Systemen mit hervorragender Klangqualität sowie die steigenden Erwartungen der Kunden an ein luxuriöses Fahrerlebnis. Moderne Schaumstoffe spielen dabei eine äußerst wichtige Rolle, da sie Lärm und Vibrationen effektiv reduzieren und dank ihrer zellularen Konstruktion das Leergewicht des Fahrzeugs nicht erhöhen.
Lärm im Auto – Ursachen und Auswirkungen auf den Komfort
Geräusche im Auto können verschiedene Ursachen haben und ihre Intensität hängt von der Fahrzeugkonstruktion, der Fahrgeschwindigkeit und den Wetterbedingungen ab. Die Hauptgeräuschquellen sind in der Regel Antriebskomponenten. Vibrationen von Motor, Getriebe, Kühlerlüfter und anderen mechanischen Komponenten werden auf die Karosserie und von dort in den Innenraum übertragen. Im Auto ist auch das Abrollgeräusch der Reifen hörbar, dessen Intensität stark von der Geschwindigkeit, der Straßenbeschaffenheit und sogar der Profilstruktur abhängt. Erwähnenswert ist in diesem Zusammenhang auch das Phänomen des „Air Pumping“ . Die in den Profilrillen eingeschlossene Luft wird zyklisch komprimiert und wieder entspannt, was zusätzlichen Lärm verursacht. Die von Rädern und Aufhängung übertragenen Geräusche werden oft durch Tür- und Radkastenkonstruktionen verstärkt, was zu Resonanzen führen kann. Ein weiterer Faktor ist das Geräusch der um die Karosserie strömenden Luft, welche bei hohen Geschwindigkeiten störend sein kann. Undichte Türen und Fenster sowie Vibrationen von schlecht sitzenden Innenraumkomponenten wie Armaturenbrett oder Polstern können ebenfalls unangenehme Geräusche verursachen.
Übermäßiger Lärm kann den Fahrer ablenken und das Fehlerrisiko erhöhen. Länger anhaltender Lärm führt zu Müdigkeit, verminderten Reflexen und erhöhtem Stress. Hohe und häufige Lärmbelastung, beispielsweise bei langen Fahrten oder im Alltag, kann sogar zu erhöhtem Blutdruck, Kopfschmerzen und Schlafstörungen führen. Entsprechend konzipierte Schallschutzsysteme im Auto reduzieren Außengeräusche und verbessern den Klang der Musik sowie die Gesprächsqualität mit den Passagieren, was zu einer angenehmeren Fahrt beiträgt.
Moderne Schallabsorptionstechnologien in der Automobilindustrie
Moderne Akustiktechnologien lassen sich in passive und aktive Technologien unterteilen. Zu den passiven Technologien zählen spezielle Schallschutzmaterialien für Autos in Form von Polyurethan-, Polypropylen- und Melaminschäumen, die Nachhall und Lärm reduzieren. Ihr großer Vorteil ist ihr geringes Gewicht und die einfache Installation, während sie gleichzeitig hochfrequente Geräusche hochwirksam absorbieren. Auch Schäume mit Nanomaterialien, bei denen Nanopartikel für eine effektivere Schallabsorption sorgen, werden zunehmend eingesetzt. Im Unter Berücksichtigung der Nachhaltigkeit setzen Hersteller zunehmend auf biologisch abbaubare Schaumstoffe. Im Kontext der passiven Technologien sind auch traditionelle Bitumen- und Gummimatten zu nennen, die niederfrequente Vibrationen und Lärm dämpfen sollen, deren Einsatz in Autos jedoch aufgrund ihres relativ hohen Gewichts zunehmend eingeschränkt wird.
Im Zusammenhang mit der Innenraumakustik moderner Fahrzeuge sind Alternativen wie aktive Geräuschunterdrückung (ANC) unabdingbar. Diese nutzen Mikrofone und Lautsprecher, um Schallwellen zu erzeugen, welche Geräusche neutralisieren. Diese Einheiten werden strategisch im Innenraum platziert, um einen Surround-Sound-Effekt zu erzeugen. Mithilfe fortschrittlicher DSP-Algorithmen (Digital Signal Processing) wird der Klang in separate Kanäle aufgeteilt, wodurch ein natürlicher Raum simuliert wird, ähnlich einem Live-Konzert. Unter anderem experimentiert Tesla mit dieser Technologie. Erwähnenswert sind auch Systeme zur räumlichen Virtualisierung. Durch den Einsatz digitaler Filter und künstlicher Intelligenz werden die Klangeigenschaften an die spezifische Gestaltung des Fahrzeuginnenraums angepasst. Dadurch „umhüllt“ der Klang die Passagiere und verbessert das Hörerlebnis. Solche Lösungen finden sich in Luxusmodellen von BMW oder Mercedes-Benz.
Umweltaspekte von schallabsorbierenden Materialien
Schallabsorbierende Materialien tragen nicht nur zur Verbesserung der Schalldämmung eines Autos bei, sondern sind auch zu einem wichtigen Element umweltfreundlicher Strategien in der Automobilindustrie geworden. Wichtig ist heute sowohl die Leistung der Schalldämmung als auch die Reduzierung ihrer Umweltbelastung während des gesamten Lebenszyklus. Besonderer Wert wird auf die Verwendung erneuerbarer Rohstoffe und Materialien gelegt, die umweltfreundlich recycelt oder biologisch abbaubar sind. Zu solchen nachhaltigen Lösungen gehören monomolekulare EPP-Schäume, die zu 100 % recycelbar sind, oder Komponenten aus biologisch abbaubarem Kunststoff, die anstelle herkömmlicher Polyurethan-Schäume verwendet werden. Recycelbare Materialien zeichnen sich nicht nur dadurch aus, dass sie bereits bei der Rohstoffbeschaffung einen geringeren CO2-Fußabdruck aufweisen , sondern ermöglichen auch die Umsetzung der Prinzipien einer Kreislaufwirtschaft. Es ist erwähnenswert, dass moderne Technologien zur Herstellung akustischer Materialien in mehreren Phasen – von der Herstellung über den Betrieb bis hin zur Entsorgung – zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks eines Fahrzeugs beitragen.
Durch den Einsatz modernster Technologien ist es möglich den Energieverbrauch zu reduzieren, den Wasserverbrauch zu optimieren, die Temperatur des Schäumprozesses zu senken und Produktionsabfälle zu minimieren. Der Einsatz erneuerbarer Energiequellen in den Produktionslinien trägt zusätzlich zur Reduzierung der CO2– Emissionen bei der Materialproduktion bei. Leichtere Schaumkomponenten reduzieren das Gewicht des gesamten Fahrzeugs, was sich direkt positiv auf den Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors (oder den s Energieverbrauchs bei Hybrid- und Elektrofahrzeugen) und den s CO2-Fußabdruck s während des Betriebs auswirkt. Andererseits können diese Komponenten am Ende der Fahrzeuglebensdauer problemlos in Neuwagen wiederverwendet werden. Recyclingtechnologien sind die ideale Antwort auf die immer strengeren Anforderungen des Green Deals der Europäischen Union, wie beispielsweise die Altautorichtlinie, die empfiehlt, dass mindestens 25% der beim Bau eines Fahrzeugs verwendeten Kunststoffe recycelt werden sollten.
Unser Ansatz für Innovation und Recycling
Bei Knauf Automotive setzen wir konsequent auf Innovation und Nachhaltigkeit und kombinieren modernste Technologien zur Herstellung von Akustikmaterialien mit einem Recycling- und umweltfreundlichen Rohstoffansatz. Im ID Lab Innovation Centre, einem Forschungs- und Entwicklungszentrum für Innovationen, erforschen wir neue Lösungen wie geschäumte Kunststoffe mit recycelten Rohstoffen oder auf Basis einer ausgewogenen Biomassebilanz. Unsere Experten entwickeln Lösungen, die nicht nur höchste technische und qualitative Anforderungen erfüllen, sondern auch zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks des Fahrzeugs beitragen. Das Labor konzentriert sich außerdem auf die Optimierung von Produktionsprozessen mithilfe moderner Tools wie numerischer Simulation, 3D-Scannern und 3D-Druck, um eine schnellere Umsetzung neuer umweltfreundlicher Lösungen zu ermöglichen. Die Aktivitäten von ID Lab zielen zudem darauf ab, die Materialeigenschaften an die spezifischen Bedürfnisse von Kunden in der Automobilindustrie anzupassen und dabei Aspekte der Energieeffizienz und Recyclingfähigkeit am Ende des Produktlebenszyklus zu berücksichtigen. Dabei bietet das ID Lab Innovation Centre Unterstützung in jeder Phase der Lösungsentwicklung und -implementierung – von der Materialauswahl über die Prototypenentwicklung bis hin zur endgültigen Implementierung in die Produktionslinien. So profitieren die Kunden von Knauf Automotive stets von Technologien, die nicht nur für eine effektive Schalldämmung des Fahrzeugs sorgen, sondern auch im Einklang mit Umweltschutz- und Kreislaufwirtschaftsstrategien stehen. Die umgesetzten Lösungen tragen so zur Reduzierung von CO2– Emissionen, einem geringeren Verbrauch fossiler Rohstoffe und einem besseren Lebenszyklusmanagement bei. Darüber hinaus verfügen wir über die passenden digitalen Tools, um die Umweltauswirkungen eines Produkts zu berechnen . Wir führen Analysen auf Basis des LCA-Modells gemäß EN 15804:2012+A2:2019 durch und können darüber hinaus EPD-Umweltdeklarationen bereitstellen, die genaue Informationen über den CO2-Fußabdruck eines Produkts in den Phasen Produktion, Transport, Betrieb und Entsorgung enthalten.
Vorteile einer verbesserten Akustik im Auto
Heutzutage ist eine optimale Schalldämmung im Auto nicht mehr nur ein Luxusaccessoire, sondern ein wesentlicher Faktor für Gesundheit, Reisekomfort und Fahrzeugwert. Geringere Geräuschentwicklung im Innenraum reduziert Stress und Ermüdung und verbessert die Konzentration des Fahrers, was besonders auf langen Fahrten wichtig ist. Darüber hinaus sorgt die Möglichkeit, die Audiosysteme frei für ein angenehmes Fahrerlebnis zu nutzen,. Moderne Surround-Sound-Systeme ermöglichen in Kombination mit der hervorragenden Schalldämmung des Fahrzeugs ein akustisches Erlebnis von höchster Qualität. In der Praxis führt dies zu einem zufriedenstellenden Hörerlebnis, das die Gesamtqualität des jeweiligen Fahrzeugs steigert. Erwähnenswert ist, dass eine hervorragende Innenraumakustik heute für viele Menschen ein wichtiger Faktor bei der Wahl eines bestimmten Automodells ist. Fahrzeuge mit hervorragenden akustischen Bedingungen werden oft als luxuriöser und technologisch fortschrittlicher wahrgenommen. Dies schlägt sich auch im Laufe der Zeit in einem höheren Marktwert des jeweiligen Modells nieder.
Auto-Schalldämmung – FAQ
1) Welche schallabsorbierenden Materialien werden in modernen Fahrzeugen am häufigsten verwendet ?
In modernen Fahrzeugen kommen verschiedene schallabsorbierende Materialien zum Einsatz, beispielsweise Akustikschäume aus Polyurethan, Polypropylen oder Melamin. Zunehmend kommen auch biologisch abbaubare Schaumstoffe zum Einsatz, die nicht nur den Lärm reduzieren, sondern auch die Umweltbelastung des Fahrzeugs minimieren. Weitere Lösungen sind Bitumen- und Gummimatten sowie Kunststoffe mit schallabsorbierenden Eigenschaften für Radkästen. Hersteller setzen zudem spezielle Akustikverglasungstechnologien ein, insbesondere bei Premiumfahrzeugen.
2) Wie tragen schallabsorbierende Materialien zur Lärmreduzierung und Komfortsteigerung in Fahrzeugen bei?
Der Einsatz schallabsorbierender Materialien ermöglicht eine effektive Geräuschdämpfung von Geräuschen verschiedener Quellen wie Motor, Reifen, Wind oder mechanischen Komponenten. Sie absorbieren Schallwellen und reduzieren so deren Reflexion und Streuung im Fahrgastraum. Dadurch wird der Fahrzeuginnenraum leiser, was den Fahrkomfort erhöht. Bitumenmatten, Gummimatten und Verbundglas blockieren wirksam das Eindringen von Außengeräuschen in den Fahrzeuginnenraum. Die Schalldämmung von Radkästen und Fahrzeugböden tragen zur Reduzierung der von Reifen und Fahrbahn erzeugten Geräusche bei. Der Einsatz geeigneter schalldämmender Materialien macht den Fahrzeuginnenraum für Audiosysteme zugänglicher. Durch die Reduzierung von Nachhall und Echo wird der Klang klarer und deutlicher.
3) Welche Vorteile bietet die Verwendung schallabsorbierender Materialien bei der Herstellung von Automobilkomponenten für die Fahrzeugleistung?
Moderne Schallschutzmaterialien werden immer leichter und erhöhen so das Fahrzeuggewicht nicht zusätzlich. Ein leichteres Fahrzeug verbraucht weniger Kraftstoff oder Strom, was zu höherer Effizienz und geringeren Emissionen führt. Schallabsorbierende Materialien in Radkästen, Unterboden und Autotüren tragen zudem zur Reduzierung von aerodynamischen Geräuschen bei, was zu mehr Fahrkomfort bei höheren Geschwindigkeiten beiträgt. Die Schalldämmung des Motorraums reduziert Resonanzen und Vibrationen, was ebenfalls die Effizienz des Antriebs verbessern kann. Durch die Geräuschreduzierung können zudem mögliche Fehler leichter erkannt werden, da Veränderungen im Fahrzeugbetrieb eher wahrgenommen werden können.
4) Welche innovativen Akustiktechnologien können zu mehr Effizienz und Komfort in modernen Fahrzeugen beitragen?
Moderne Akustiktechnologien spielen eine Schlüsselrolle bei der Verbesserung des Reisekomforts und der Fahrzeugeffizienz. ANC-Systeme beispielsweise nutzen Mikrofone, um die Geräusche im Innenraum zu überwachen und gegenphasige Schallwellen zu erzeugen, welche unerwünschte Geräusche neutralisieren. Diese Technologie eliminiert besonders effektiv Motor-, Reifen- und Windgeräusche, was den Reisekomfort deutlich verbessert. Moderne Akustikschäume wie beispielsweise EPP absorbieren Schall effektiv und reduzieren gleichzeitig die Umweltbelastung. Die Verwendung vollständig recycelbarer Materialien reduziert den CO2-Fußabdruck des Fahrzeugs. Fortschrittliche Audiosysteme wie Dolby Atmos und 3D-Sound sorgen für ein realistisches Klangerlebnis und verbessern die Qualität von Musik und Kommunikation im Innenraum. Dank der präzisen Positionierung der Lautsprecher können Passagiere einen raumfüllenden Klang ohne Störungen genießen.
5) Wie wirkt sich die Einführung schallabsorbierender Materialien auf die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit von Automobilkomponenten aus?
Schallabsorbierende Materialien verbessern nicht nur den Fahrkomfort , sondern tragen auch zur Haltbarkeit und Zuverlässigkeit der Fahrzeugkomponenten bei. Schalldämmende Materialien wie EPP-Schäume reduzieren die durch Motor, Aufhängung und andere Komponenten übertragenen Vibrationen. Dies verringert das Risiko von Mikrorissen und vorzeitigem Komponentenverschleiß. Einige Materialien, wie z. B. Radkästen aus Akustikkunststoff, schützen Fahrzeugkomponenten vor Feuchtigkeit, Streusalz und Chemikalien. Gut konzipierte Schalldämmmaterialien verbessern die Luftzirkulation um das Fahrzeug, wodurch aerodynamische Geräusche reduziert und die Fahrzeugstabilität bei höheren Geschwindigkeiten verbessert wird. Einige Schalldämmlösungen wirken gleichzeitig als Wärmedämmung und tragen dazu bei, die optimale Betriebstemperatur der Komponenten aufrechtzuerhalten und das Überhitzungsrisiko zu verringern. Durch die Reduzierung von Vibrationen und den Schutz vor äußeren Einflüssen verschleißen Fahrzeugkomponenten langsamer, was zu niedrigeren Betriebskosten und einer längeren Fahrzeuglebensdauer führt.