CN108730033B - 透声金属板和使用该透声金属板的吸音复合板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及透声金属板和使用该透声金属板的吸音复合板。具体地，本发明提供一种透声金属板，所述透声金属板是通过加工而在其上形成凹凸的板，其包括：从所述透声金属板中突出的多个单元；和在所述多个单元之间形成的平坦基部，其中每个单元包括在基部上弯曲并突出的多个壁表面部分，以及从壁表面部分的端部延伸的覆盖部分，并且每个单元具有穿过板而形成的直线形狭缝。

Description

透声金属板和使用该透声金属板的吸音复合板
技术领域
本发明涉及透声金属板和使用该透声金属板的吸音复合板，更具体地涉及包括具有高透声性的金属材料的板和通过向其中添加吸音材料而制造的具有优异吸音性的复合板。
背景技术
汽车发动机周围设置一种隔热罩以隔绝发动机的热量并且吸音材料围绕隔热罩以吸收噪声。具有优异热反射率的铝板用作隔热罩，而用纤维(通常是棉纤维)编织的毛毡用作吸音材料。
然而，当具有平面或刚性增强图案的铝板用作隔热罩而没有任何改变时，发动机噪声不会穿过该板，并因此在板内回音时被放大。
因此，为了解决这样的问题，已经提出了一种技术，该技术形成随机分布在板上的穿孔，然后在板上模制刚性增强图案，以将该板用作隔热罩。
然而，当应用上述方法时，该方法需要较长的时间。此外，具有预定形状的穿孔不足以有效地排出内部噪声，因此在改善吸音性方面存在限制。
因此，需要能够通过简单的方法进行制造并且具有高透声性的平板以及通过将吸音材料安装至平板上而制成并因此可以具有高吸音率的复合板。
公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不可以被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供具有高透声性和简单方法的透声板，和使用该透声板进行制造并具有优异吸音性的复合板。
为了实现上述方面，根据本发明示例性实施方案的透声金属板可以是通过加工而在其上形成凹凸的板，并且可以包括：从板中突出的多个单元；和在所述多个单元之间形成的平坦基部，其中每个单元包括在基部上弯曲并突出的多个壁表面部分，以及从所述壁表面部分的端部延伸的覆盖部分，并且每个单元具有穿过板而形成的直线形狭缝。
覆盖部分可以形成为具有边缘部分的多边形，边缘部分的数量等于构成每个单元的多个壁表面部分的数量，并且狭缝沿着多个边缘部分中的至少一个形成。
构成每个单元的多个壁表面部分可以一体地形成为具有多角锥的平截头体的形状，其中，壁表面部分离基部越远，壁表面部分彼此越接近。
狭缝可以沿着覆盖部分的至多一半的边缘部分形成。
从基部到覆盖部分的高度可以是每个单元的底表面的最大宽度的至少25％。
在垂直于其中放置基部的参考平面定向的视图中，狭缝可以具有占据每个单元的底表面面积的至少5％的面积。
在垂直于其中放置基部的参考平面定向的视图中，覆盖部分可以具有占据每个单元的底表面面积的至少30％的面积。
所述板可以包括铝材料。
同时，根据本发明示例性实施方案的吸音复合板可以包括：透声金属板，所述透声金属板包括从所述透声金属板突出的多个单元和在所述多个单元之间形成的平坦基部；和吸音材料，所述吸音材料设置在透声金属板的一个侧表面上；其中每个单元包括在基部上弯曲并突出的多个壁表面部分，以及从所述壁表面部分的端部延伸的覆盖部分，并且每个单元具有穿过板而形成的直线形狭缝。
透声金属板可以包括铝材料，并且吸音材料可以包括包含纤维的毛毡。
本发明可以提供透声金属板以及使用该透声金属板的吸音复合板，其中透声金属板反射辐射热以隔热并使声音通过，所述吸音复合板包括金属板和具有吸音效果的吸音材料的叠层，因此具有高隔热性能和高吸音性能。
本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些特征和优点将在纳入本文的附图以及随后与附图一起用于解释本发明的某些原理的具体实施方式中显现或更详细地阐明。
附图说明
图1是根据本发明示例性实施方案的透声金属板的俯视图和横截面图；
图2是根据本发明示例性实施方案的用于描述根据透声金属板的位置的相对表面积的示意图；
图3是根据本发明示例性实施方案的吸音复合板的横截面图；
图4A至图4D是根据本发明的几个实施方案以及与实施方案相比较的对比实施例的横截面图；
图5是表示本发明的示例性实施方案以及与实施方案相比较的对比实施例中的各频带的吸音率的图；以及
图6是表示根据本发明的示例性实施方案的几个示例性实施方案以及与实施方案相比较的对比实施例中的各频带的吸音率的图。
可以理解，附图并不必须按比例绘制，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理的各个特征。在此所公开的本发明的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、定向、位置和形状，将部分地由特定目的的应用和使用环境加以确定。
在这些图形中，附图标记在贯穿附图的多幅图形中指代本发明的同样的或等同的部件。
具体实施方式
现在将详细提及本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案结合加以描述，但是应当理解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
本文所使用的术语仅为了描述特定实施方案的目的，并不旨在限制本发明的范围。除非上下文另外明确指出，否则本文使用的单数形式也可以包括复数形式。这里使用的“包括”的含义指定了特定的特征、区域、整数、步骤、操作、元素和/或组分，但是不排除另一特定特征、区域、整数、步骤、操作、元素、组分和/或其组合的存在或附加。
除非另外定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的相同的含义。在通常使用的字典中定义的那些术语可以被解释为具有符合相关技术文献和当前公开的内容的含义，除非在本发明中明确地定义，否则不应被解释为具有理想的或过于正式的含义。
在下文中，将参照附图描述根据本发明示例性实施方案的透声金属板和使用该透声金属板的吸音复合板。
如图1和图2所示，根据本发明示例性实施方案的透声金属板是通过对包括铝材料的原板进行压制或辊压加工而形成的具有凹凸的凹凸板，并且其包括单元100和基部200。这里，单元100是从板突出的区域，而基部200是保持板原始形状的平坦区域。
更详细地描述单元100的形状，单元100形成为具有六角锥体的平截头体的形状，该平截头体是通过切掉具有六边形基体的六角锥体的顶部和随着其高度变更高而变更窄的横截面形成的。
在根据本发明的示例性实施方案的附图中，单元100显示为具有六边形基底的六角锥体的平截头体的形状。然而，本发明并不限于此，并且可以形成为具有包括三角形，四边形或五边形的各种基本形状的多角椎体的平截头体的形状。
当单元100形成为多角锥体的平截头体的形状，其基底具有三角形，四边形和五边形之一的形状时，单元100可以最密集地布置在板上。
单元100可以包括多个壁表面部分110，其在基部200上弯曲并整体地构造单元100的壁表面；和覆盖部分120，其从壁表面部分110的上端部分延伸以覆盖单元100的上表面，其中作为一种贯穿板的透声孔的狭缝130在覆盖部分120和壁表面部分110之间的边界区域中形成。
壁表面部分110的数量可以根据单元100的底表面的形状而变化。本发明的示例性实施方案示出了六个壁表面部分110，该六个壁表面部分110设置为构造具有六角椎体的平截头体形状的单元100的壁表面。
覆盖部分120可以形成为具有边缘部分的多边形，边缘部分的数量等于单元100的底部边缘部分的数量，并且可以布置成使得边缘部分分别与壁表面部分110的上端部分接触。
狭缝130可以形成在覆盖部分120上或覆盖部分120和每个壁表面部分110彼此接触的边界区域中。例如，可以沿着覆盖部分120的边缘部分中的至少一个形成直线形狭缝130。
当狭缝130以直线形状形成时，噪声可以容易地通过狭缝130或者可以在从壁表面部分110和覆盖部分120之间的区域中反射的同时消失。
此外，参考覆盖部分120的边缘部分的数量，即，单元100的底部边缘部分的数量或者壁表面部分110的数量，狭缝130可以沿着至多一半的边缘部分形成。
例如，当覆盖部分120具有六个边缘部分时，狭缝130可以沿着至多三个边缘部分形成。
当狭缝130变得更大时，即当沿着覆盖部分120的更多数量的边缘部分形成狭缝130时，透声性提高，同时耐久性降低。为了具有良好的渗透性能，狭缝130需要沿着覆盖部分120的至少一个边缘部分形成。在覆盖部分120具有沿着覆盖部分120超过一半边缘部分的边缘部分连续形成的狭缝130的情况下，当根据本发明的示例性实施方案的板在以包括隔热形状的期望形状进行模制时，裂缝可能从狭缝130中生长以破坏板。
从另一方面检查单元100的形状，单元100的高度E可以形成为具有由单元100的底部边缘部分构成的表面的最大宽度D的至少25％的长度。
考虑到作为板材料的铝的伸长率，对于在压制或辊压加工过程中形成的狭缝130，需要将单元100的高度控制在上述范围内。当单元100的高度E低于单元100的底表面的最大宽度D的25％时，在加工期间狭缝130可能不会穿过板形成。
狭缝130的面积可以根据观察到的狭缝130的视角而变化。然而，当从上方观察狭缝130时，即在垂直于基部200定向的视图中，狭缝130可以具有占据单元100的底表面面积B的至少5％的面积A。
当狭缝130的面积A小于单元100的底表面面积B的5％时，不能确保充分的透声性。
此外，在垂直于基部200定向的视图中，覆盖部分120可以具有占据单元100的底表面面积B的至少30％的面积C。
为了使板发挥作为隔热罩的隔热效果，需要将狭缝130的面积控制为等于或小于预定的范围。为此目的，需要将覆盖部分120的面积限制在上述范围内。当覆盖部分120的面积小于单元100的底表面面积的30％时，热量通过板，使得板不可能被构造成隔热罩。
如图1至图3所示，根据本发明示例性实施方案的吸音复合板通过层压上述透声金属板和吸音材料300而构成。这里，吸音材料由使用纤维(优选棉纤维)编织的毛毡构成。
当吸音复合板如上所述通过层压上述透声金属板和吸音材料300而构成时，吸音材料300在噪声S通过狭缝130时吸收噪声S。因此，可以减少传递到外部的噪声。
上面已经描述了透声金属板，因此在这里将省略其描述。
图4A至图4D、图5和图6示出了本发明实施方案和与实施方案相比较的对比实施例的形状和物理性质。
如图4A至图4D所示，实施方案1(a)涉及包括吸音材料300和透声金属板的复合板，所述透声金属板具有如图1至图3所描述的具有六角锥形平截头体形状的单元。实施方案2(b)涉及这样的复合板，该复合板通过将实施方案1(a)的板以期望的形状进行模制而获得，并且具有在实施方案1(a)的板进行模制之后无规则变形的覆盖板120a和120b。对比实施例3(c)涉及包括吸音材料300和其中形成有毛刺210同时在基部200上形成穿孔H的金属板的复合板。对比实施例4(d)涉及通过将实施方案3(c)的板以期望的形状进行模制而获得并且具有穿孔H的复合板，穿孔H在对比实施例3(c)的板进行模制之后被毛刺210堵塞并因此具有较小的尺寸。
尽管没有示出，但对比实施例1涉及吸音材料，对比实施例2涉及包括吸音材料和穿过其没有形成穿孔或狭缝的金属板的复合材料。
应用于上述实施方案1和实施方案2以及对比实施例1至4的所有金属板是厚度为125μm的铝板，并且应用于其上的所有吸音材料都是由再生棉纤维制成的毛毡，并且具有1000g/m2的密度和10mm的厚度。
图5和图6示出实施方案和对比实施例的吸音率。
如图5所示，可以理解根据本发明示例性实施方案的实施方案1，即包括透声金属板和吸音材料的复合板特别地在高频带具有优异的吸音率。
对比实施例1涉及吸音材料并显示出该吸音材料在中频带和高频带中具有比示例性实施方案1低的吸音率，并且纯吸音材料不能实现作为隔热罩的隔热效果。
可以理解的是，对比实施例2涉及包括吸音材料和穿过其没有形成穿孔和狭缝的金属板的复合板，并且示出该复合板在所有频带中具有非常低的吸音率。这是因为金属板不允许声音通过，而是反射声音，从而引起一种共振现象来放大噪声。
对比实施例3涉及包括吸音材料和穿过其形成穿孔的金属板的复合板，并且示出该复合板在低频带和中频带具有类似于实施方案1的吸音率，但是在中频带和高频带具有比实施方案1低的吸音率。转移给人的不愉快的感觉根据噪声的频率而变化。高频噪声倾向于将更不愉快的感觉传递给人。在这种情况下，在高频带中具有低吸音率的对比实施例3具有低噪声吸收效率。
如图4A至图4D和图6所示，在通过将实施方案1的复合板进行模制而获得实施方案2的复合板的情况下，在中频带和高频带的所有频带的吸音率均得到改进。覆盖板120a和120b通过模制而变形，因此狭缝的尺寸得到变化。这种变形是无规则发生的，使得有效地吸收所有具有不同频率的噪声。
相比之下，在将实施方案3进行模制得到实施方案4的情况下，在中频带和高频带的吸音率下降。这是因为毛刺210在模制过程中再次阻塞穿孔H。穿孔H的阻塞减小了穿孔的总面积，因此降低了透声性，减少了传递到吸音材料的声音的量因此导致吸音率的降低。
已经参照附图参考被认为是当前实际的示例性实施方案描述了本发明。然而，本发明所属领域的技术人员将能够理解，本发明可以以其他具体形式进行，而不改变本发明的技术思想和本质特征。
为了便于解释和精确限定所附权利要求，术语“上部”、“下部”、“内部”、“外部”、“上”、“下”、“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“前面”、“后面”、“背面”、“内”、“外”、“向内”、“向外”、“内部的”、“外部的”、“里面的”、“外面的”、“向前”、“向后”用于参考附图中显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。它们并不会毫无遗漏，也不会将本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多修改和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的某些原理及其它们的实际应用，使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同的选择形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等同方案加以限定。

Claims (6)

1.一种透声金属板，所述透声金属板是通过加工而在其上形成凹凸的板，其包括：
从所述透声金属板中突出的多个单元；和
在所述多个单元之间形成的平坦基部，其中每个单元包括在基部上弯曲并突出的多个壁表面部分，以及从壁表面部分的端部延伸的覆盖部分，每个单元具有穿过板而形成的直线形狭缝，
其中，在垂直于其中放置基部的参考平面定向的视图中，狭缝具有占据每个单元的底表面面积的至少5％的面积；
在垂直于其中放置基部的参考平面定向的视图中，覆盖部分具有占据每个单元的底表面面积的至少30％的面积；
其中，覆盖部分形成为具有边缘部分的多边形，边缘部分的数量等于构成每个单元的多个壁表面部分的数量，狭缝沿着多个边缘部分中的至少一个形成；
其中，狭缝沿着覆盖部分的至多一半的边缘部分而形成。
2.根据权利要求1所述的透声金属板，其中构成每个单元的多个壁表面部分一体地形成为具有多角锥的平截头体的形状，其中，壁表面部分离基部越远，壁表面部分彼此越接近。
3.根据权利要求1所述的透声金属板，其中从基部到覆盖部分的高度是每个单元的底表面的最大宽度的至少25％。
4.根据权利要求1所述的透声金属板，其中所述板包括铝材料。
5.一种吸音复合板，其包括：
透声金属板，所述透声金属板包括从透声金属板中突出的多个单元和在所述多个单元之间形成的平坦基部；和
吸音材料，所述吸音材料设置在透声金属板的一个侧表面上，
其中每个单元包括在基部上弯曲并突出的多个壁表面部分，以及从所述壁表面部分的端部延伸的覆盖部分，每个单元具有穿过板而形成的直线形狭缝；
在垂直于其中放置基部的参考平面定向的视图中，狭缝具有占据每个单元的底表面面积的至少5％的面积；
在垂直于其中放置基部的参考平面定向的视图中，覆盖部分具有占据每个单元的底表面面积的至少30％的面积；
其中，覆盖部分形成为具有边缘部分的多边形，边缘部分的数量等于构成每个单元的多个壁表面部分的数量，狭缝沿着多个边缘部分中的至少一个形成；
其中，狭缝沿着覆盖部分的至多一半的边缘部分而形成。
6.根据权利要求5所述的吸音复合板，其中透声金属板包括铝材料并且吸音材料包括包含纤维的毛毡。
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