CN109952608A - 声学泡沫去耦器 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的具有声学质量弹簧特性的噪声衰减装饰部件，其包括包括至少不渗透阻挡层的质量层以及由开孔泡沫构成的去耦层，其中去耦层具有与质量层相邻的第一表面以及背向质量层的第二表面，并且其中去耦层和质量层层叠在一起，并且其中去耦层具有至少一个带有多个凹口的区域，其中每个凹口包括圆的基部区域，其中所述圆的基部区域与所述第二表面共面，并且其中所述圆的基部区域的总表面面积在所述去耦层的第二表面的总表面面积的10％和40％之间。

Description

声学泡沫去耦器
技术领域
本发明涉及汽车内部装饰部件，比如内仪表板绝缘体(inner dash insulator)和地板地毯，用于车辆、特别是小汽车中的噪声衰减。
背景技术
车辆中存在许多噪声源，比如源自动力传动系的噪声、轮胎噪声、制动噪声和风噪声。由这些不同的源产生的噪声进入车辆的乘员舱并且可能覆盖相当宽的频率范围，尤其是400至4000Hz的范围。
对于车辆中、特别是在小汽车和卡车中的噪声衰减，使用比如绝缘体和吸收体等装饰部件来反射和消散噪声并因此降低整体内部噪声水平是众所周知的。
噪声衰减装饰部件，也称为装饰部件，比如内仪表板绝缘体和地板地毯系统，被模制成三维形状，以便在安装在车辆中时遵循车辆本体的形状。
用于绝缘的装饰部件传统上通过“质量弹簧”阻挡系统获得，其中，质量元件由通常称为重层(heavy layer)的高密度不渗透材料层形成，并且其中，也称为去耦器或去耦层的弹簧元件由比如泡沫或非压缩毛毡的弹性材料层形成。
质量弹簧系统在车辆中通常放置在金属层(比如小汽车本体地板或防火墙)之上，其中，弹簧元件与金属层接触。
装饰部件的有效性可以通过以分贝(dB)测量的插入损耗(IL)来表征，从而允许独立于金属层评估装饰部件的性能。
除了声学性能之外，这些装饰部件还应提供一定的整体刚度以便例如在安装期间更容易处理部件以及比如胎面强度的局部刚度以便例如当迫压装饰部件时(例如当在踏入或离开车辆时站在装饰部件上时)不会过软和回弹太多。
本领域中公知的是使用具有在小汽车地板和去耦器之间产生大腔体的突起或狭缝的去耦器层。人们普遍认为，腔体应覆盖尽可能大的面积，以尽可能减少去耦器层与车辆本体之间的接触面积，并将装饰部件与地板分开，从而产生具有空气层的双壁系统。使腔体尽可能大的另一原因是认为腔体可以用作共振器，比如亥姆霍兹共振器，从而改善噪声吸收。然而，这种共振器仅可能(如果有的话)在腔体的特定尺寸和非常窄的频率范围内工作。
过去提出的一种现有技术选择是具有方形凹口或相当薄的突出泡沫条纹或壁的去耦器。然而，对于这些装饰部件，胎面强度很可能过低并且在使用期间去耦器层塌缩的风险很高，并且去耦层和腔体可能被压缩，使得整个或至少几乎整个去耦层与车辆地板接触，从而降低声学性能。具有不与车辆本体接触的大面积的装饰部件具有若干其它的缺点，比如降低的装饰部件的整体刚度以及降低的局部刚度，这是因为泡沫层的仅一小部分与金属本体接触。
其它缺点是由于形状导致的生产问题，其中，具有薄泡沫条纹和或壁的区域可能卡在模具中并且在装饰部件从模制工具脱模期间去耦层被破坏。
在去耦层的发泡过程中可能发生进一步的生产问题，这是由于泡沫组分的流动受到较大凹口的形状的阻碍造成的，从而导致泡沫去耦层的不均匀性。为了能够填充整个模具，特别是在薄条纹和或壁的区域中，必须将更多的泡沫置入模具中，以增加去耦层的重量和刚度。
通常，可用于车辆装饰部件的空间是有限的，并且通过增加装饰部件的厚度来改善插入损耗通常不是替代方案。
为了改善装饰部件的插入损耗，可以增加质量层的重量，但是这种重量增加会对车辆的燃料经济性产生负面影响。
本发明的目的是获得一种具有降低的重量和改善的插入损耗且克服了现有技术的缺点的噪声衰减装饰部件。
发明内容
本发明的目的通过根据权利要求1的具有声学质量弹簧特性的用于车辆的尤其用于噪声绝缘的噪声衰减装饰部件实现，其包括：至少包括不渗透阻挡层的质量层以及由开孔泡沫构成的去耦层，并且其中，去耦层具有与质量层相邻的第一表面以及背离质量层的第二表面，并且其中，去耦层和质量层被层叠在一起，并且其中，去耦层具有至少一个具有多个凹口的区域，其中，每个凹口包括圆的基部区域，其中，圆的基部区域与第二表面共面地定位，并且其中，泡沫是开孔泡沫，并且其中圆的基部区域的总的表面面积在去耦层的第二表面的总表面面积的10和40％之间。
优选地，圆的基部区域的半径在4至20mm之间，优选地在6至16mm之间，优选地在8至12mm之间。
优选地，凹口的高度小于去耦层的厚度，所述厚度是从凹口的基部区域至去耦层的第一表面的最短距离。
第二表面(在汽车工业中也称为B侧)的总面积包括不包括凹口的泡沫的总面积以及凹口的圆的基部区域的总面积。当安装在车辆中时，第二表面通常遵循车辆本体的形状。
去耦层布置在车辆(比如小汽车或卡车)中，其中，第二表面包括朝向车辆的本体的凹口的基部区域，其中凹口产生在泡沫和车辆本体之间的腔体，并且其中，第二表面的不具有凹口的区域至少主要与车辆本体接触。凹口也可以称为空隙或腔体。
令人惊讶的是，增强的噪声绝缘的主要驱动因素并不是通过使去耦层不与车辆本体接触的面积最大化来使去耦层脱开连接，而是优化去耦层的整体软化效果。
在不损害装饰部件的整体或局部刚度的情况下优化去耦层的整体刚度是改善的噪声绝缘的主要驱动因素，例如空气传输损耗和结构产生的性能。
质量弹簧类型系统装饰部件具有共振频率，也称为“质量弹簧系统的共振频率”，在共振频率下，系统不是有效的噪声绝缘体。共振频率主要取决于质量层的重量(重量越大，共振频率越低)和弹簧层的刚度(刚度越高，共振频率越高)。
在高于共振频率的频率处，插入损耗以约12dB/octave或多或少地线性增加，因此，期望使共振频率处于相当低的频率，但是不会损害去耦层的整体或局部刚度，否则可能导致泡沫去耦层由于低刚度而塌缩。
通过引入凹口并产生去耦层的不与车辆本体接触的区域，增加了与车辆本体接触的单位面积泡沫的质量层的重量，从而具有与增加用于没有凹口的去耦层的质量层的重量相同的效果，使得噪声绝缘效果增强。
替代地，可以通过引入凹口以及降低质量层的重量来保持噪声绝缘，由此使得装饰部件的整体重量较低。
令人惊讶的是，与去耦层的超过40％的面积不与车辆本体接触的装饰部件相比，去耦层的不与车辆本体(比如小汽车地板或防火墙)接触的面积在10％和40％之间的装饰部件在相关频率范围内提供了更高或至少相同的插入损耗。另外，具有去耦层的不与车辆本体接触的面积在10％和40％之间的去耦层的装饰部件表现比整个去耦层都与车辆地板接触的装饰部件好得多。
因此，不与车辆本体接触的整体面积(为凹口的圆形基部区域的总面积)不应过小以便实现期望的效果。
优选地，一种用于车辆的噪声衰减装饰部件，其中，基部区域的总表面面积在去耦层的第二表面的总表面面积的15％和35％之间，优选在20％和30％之间。
根据本发明，通过在去耦层中产生凹口，可以实现高达25％的去耦层的重量节省。
如已提到的，通过在仍保持绝缘性能的情况下减少质量层的重量，可以实现装饰部件的进一步重量节省。
除了声学改善之外，与超过40％不接触的去耦层相比，去耦层的不与车辆本体接触的面积的优化的另一积极结果是装饰部件具有改善的胎面强度并且可以更好地承受使用期间的状况，比如当例如在踏入或离开车辆时站在装饰部件上时不会回弹过多。
将去耦层与车辆本体之间的接触面积减少的过多也存在缺点：车辆本体的振动的阻尼因接触地板的去耦层而减小，从而恶化了车辆本体的振动阻尼。
与常规的绝缘系统或具有不接触的最大面积的系统相比，本发明除了重量轻之外还提供了更好的控制和优化装饰部件的整体刚度的可能性，因为可以选择相对较小的凹口的位置，其同样考虑了装饰部件的整体以及局部刚度。
根据本发明，在具有凹口的情况下，当安装在车辆中时，去耦层将在仍然遵循车辆地板的形状的情况下保持其总体形状。
具有相对于去耦层的厚度而言过小高度的凹口将对声学性能具有非常有限的影响。另一方面，具有相对于去耦层的厚度太高的高度的凹口也将对声学性能具有有限的附加影响，而且由于损害装饰部件的整体刚度以及妨碍生产期间的泡沫流动而带来缺点。
优选地，凹口的高度在去耦层的总厚度的40％和74％之间，优选地45％和70％之间，优选地50％和65％之间，去耦层的总厚度是从凹口的基部区域到去耦的第一表面的最短距离。
优选地，凹口的高度在4至20mm之间，优选在6至16mm之间，优选在8至12mm之间。
为了不阻止泡沫组分的流动，在制造装饰部件时在去耦层的发泡期间，应该避免非常薄的泡沫厚度。因此，希望凹口的顶部处的泡沫厚度至少为3mm，以确保平稳的发泡过程。
根据本发明的装饰部件在放置在车辆中时，去耦层的第二表面的10％和40％之间的面积不与车辆本体接触。为了实现该不接触的面积范围，装饰部件的一些区域必须具有不与车辆本体接触的较大面积，因为不大可能在第二表面的所有区域中布置凹口。例如，在去耦层非常薄或者去耦层的第二表面具有强曲率的区域，或者在相当竖直的区域中，在这种区域中，凹口将使得在模制之后使装饰部件脱模更加困难。
优选地，根据本发明的装饰部件具有带有多个凹口的至少一个区域，其中所述区域被限定为这些凹口的圆的基部区域的凸包，并且其中所述区域具有至少15个凹口、优选至少20个凹口、优选至少30个凹口，并且其中，在所述区域内的圆的基部区域的总的表面面积在所述区域的表面面积的25％和50％之间、优选在30％和45％之间、优选在35％和45％之间。
装饰部件还可以具有少于15个凹口的区域。
一组凹口的凸包是包含这些凹口的最小凸出区域或面积。
作为去耦层，用于传统声学质量弹簧系统中的弹簧层的标准开孔泡沫材料可遵循相同的原理用于根据本发明的装饰部件中。去耦层可以由任何类型的热塑性或热固性泡沫形成。优选地，所述去耦层由聚氨酯泡沫制成。
优选地，所述泡沫具有25至100kg/m3之间、优选35-80kg/m3之间、优选45-70kg/m3之间的密度。
去耦层优选地具有根据当前的ISO 3386-1测量的小于20kPa、优选高于4kPa、优选在5kPa和15kPa之间、优选在5kPa和10kPa之间的低压缩刚度。测量的刚度是在40％压缩下测量的压缩应力值CV40，也称为CLD40值。通常，从声学的角度来看，较软的泡沫更好，但可能具有刚度(比如胎面强度)过低的缺点，例如当迫压装饰部件时(例如当在踏入或离开车辆时站在装饰部件上时)，过软并且回弹太多。
凹口可能进一步降低装饰部件的整体刚度，并且应该选择尺寸、形状和位置，使得装饰部件的整体刚度和形状尽可能少受到影响。
如果凹口之间的壁太薄并且去耦层的不与车辆地板接触的面积很大，则壁将不能对去耦层的局部压缩刚度做出足够的贡献，因此需要一定距离。
优选地，两个凹口之间的最短距离大于4mm，优选至少5mm，优选至少6mm，优选至少8mm。最短距离是两个相邻凹口的两个圆形的边界之间的距离(D)，如图4C中所示。
为了抵消由于凹口引起的刚度降低和改善对静负载的抵抗力，凹口的形状优选是弯曲的。
优选地，至少一个凹口具有半球体的形状，优选地为半球的形状。更优选地，大多数凹口、优选地所有凹口都具有半球体的形状，优选为半球的形状。
在去耦层中引入凹口可能在装饰部件的生产期间损害去耦层的脱模性质。应该避免去耦层的大致平行于脱模方向的区域，以便具有平稳的操作并且避免在脱模期间破坏去耦层。还应避免去耦层中的薄壁，因为它们可能容易地卡在模制工具中并在脱模期间被破坏。
具有弯曲形状的凹口(比如半球体形凹口，例如半球形凹口)根据它们的布置位置基本上没有大致平行于脱模方向的壁，有助于去耦层和装饰部件的脱模过程。
凹口的圆的基部区域(尤其是椭圆形的、比如圆形基部区域)也可以使脱模更容易。特别是对于圆形基部区域的进一步的优点是，即使少数基部区域被布置得相当靠近，凹口之间的泡沫壁仅在圆形基部区域之间的最短距离处变薄，而离的越远，由于圆形形状，壁变得越来越厚，这确保了围绕圆形形状有足够的材料与车辆本体接触，支撑局部刚度。
优选地，所述圆的基部区域中的至少一个具有椭圆形状，优选为圆形形状。
更优选地，大部分圆的基部区域、优选地所有的圆的基部区域具有椭圆形状，优选为圆形形状。
通常，由于有益的刚度和脱模性质，具有圆形基部区域的半球形凹口是优选的，但也是因为泡沫流动有效性性质。
然而，为了进一步优化去耦层的发泡期间泡沫组分的流动，具有椭圆形基部区域(比如卵形基部区域)的半球体形凹口可能至少在一些区域中是有利的。
可以优化去耦层的厚度和刚度以满足声学和刚度目标以及装饰部件的整体刚度要求，然而厚度主要取决于车辆中的空间限制。优选地，厚度可以在部件的区域上变化，以遵循车辆中的可用空间。可用的厚度可以在1mm和100mm之间变化，但在大多数情况下，厚度在5mm和40mm之间变化。地毯或内仪表板的去耦层的典型整体平均厚度通常在15mm和25mm之间，例如平均约20mm。
优选地，至少在具有凹口的区域中，去耦层的厚度在7mm和35mm之间，优选地在10至29mm之间，优选地在11至24mm之间。
去耦层的厚度是泡沫本身在没有凹口的区域中的厚度，并且在具有凹口的区域中，去耦层的厚度是凹口的高度和在凹口的顶部上的泡沫的厚度之和。
去耦层的厚度也可以表示为从凹口的基部区域到去耦层的第一表面的最短距离。
对于在凹口上具有至少3mm的泡沫的优选限制，为了确保去耦层的平稳发泡过程以及最终装饰部件的足够的整体和局部刚度，去耦层在布置有至少4mm的凹口的区域中必须至少为7mm厚。在去耦层薄于7mm的区域中，具有凹口既不实际也非有效。
原则上，去耦层应当在部件的整个表面上通过叠置附接至质量层，以具有最优化的效果，然而由于非常局限的生产技术，情况可能并非如此。由于部件将作为声学质量弹簧系统整体起作用，其中层未联接的小的局部区域不会损害整体衰减效果。
质量层可以由一层或叠置在一起的多个层制成。质量层优选包括至少一个不渗透(不透气)层，以起到噪声阻挡的作用。
质量层可以是单一材料层，所称的重层。
为了使质量层令人满意地发挥作用，优选地，质量层具有500至6500g/m2之间的面积重量。
优选地，所述不渗透阻挡层由选自包括乙烯醋酸乙烯酯(EVA)共聚物、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、热塑性弹性体、热塑性橡胶和和聚氯乙烯(PVC)或前述项的任何组合的组中的热固性塑料材料制成。
质量层可以由多于一个的层制成，例如与热塑性烯烃(TPO)层层叠在一起的传统的重层，二者一起形成质量层。热塑性烯烃(TPO)层可以是装饰层。
具有由单层不渗透重材料制成的质量层的装饰部件通常具有良好的噪声绝缘能力但噪声吸收非常低。为了改善这些传统质量弹簧系统的吸收，膨松多孔毛毡层或软的开孔泡沫可以被层叠或胶合到质量层，但是其将不被包括在质量层面积重量中，因为该附加的多孔层不会或可能非常有限地有助于质量弹簧系统的质量。
优选地，噪声衰减装饰部件可以进一步包括与质量层相邻的附加层，其中，附加层由具有200至600g/m2的面积重量的多孔毛毡制成或由开孔泡沫制成。
然而，为了进一步节省重量并改善噪声衰减，质量层可以包括与不渗透阻挡层结合的多孔纤维层，例如，薄膜、箔或重层。
为了使这种多孔纤维层与不渗透阻挡层一起用作质量层并积极地帮助装饰部件的绝缘，纤维层必须具有一定的最小动态压缩杨氏模量。然后，纤维层有助于吸收和绝缘，从而提供装饰部件的良好的整体声学性能。
具有这种纤维层的装饰部件与根据本发明的去耦层结合是特别有利的，因为通过采用根据本发明的凹口，减少了为获得所需的插入损耗而具有重质量层的需要。
为了限定多孔纤维层的最小动态压缩杨氏模量，根据所使用的不渗透阻挡层的面积重量，存在两个不同的标准。在EP 2365483A中公开了与薄且轻的阻挡层结合的多孔纤维层，并且在EP 2684187A中公开了与较重的阻挡层结合的多孔纤维层。
纤维层的动态压缩杨氏模量与多孔纤维层的所称的辐射频率有关。在辐射频率下，顶部吸收层的顶表面比下面的阻挡层振动得更多。由于该效果，在辐射频率附近的频率处，装饰部件的传输损耗和插入损耗可以大大减小。
通过增加纤维层的动态压缩杨氏模量，可将辐射频率提高到更高的频率，从而改善所关注的频率范围内的插入损耗。
不应把辐射频率与共振频率混淆。共振频率与整个质量弹簧系统的共振有关，而辐射频率是纤维层的厚度内的共振，其垂直于纤维层的主平面而移动。
纤维材料的动态压缩杨氏模量取决于若干参数。首先是材料本身的特性，即材料成分、纤维的类型和数量、粘合剂的类型和数量等。此外，对于相同的纤维配方，它取决于材料的密度，其与层的厚度相关。因此，对于毛毡的特定的组分，动态压缩杨氏模量可在不同的厚度处测量并因此将呈现不同的值，通常在厚度减小时增加。
所需的最小刚度可以通过在生产期间压缩纤维层和/或通过改变材料成分(比如纤维和或细丝的类型和或量以及或者粘合剂材料的类型和或量)来实现。
如果不渗透阻挡层是具有小于200g/m2的面积重量的薄膜或箔，优选地，质量层包括所述不渗透阻挡层和多孔纤维层，并且其中所述多孔纤维层具有至少96*AW*tp(Pa)的动态压缩杨氏模量E，其中，AW是多孔纤维层的面积重量(g/m2)，tp是多孔纤维层的厚度(mm)，并且其中，不渗透阻挡层具有小于200g/m2的面积重量，并且其中，不渗透阻挡层位于纤维层和去耦层之间，并且所有层都层叠在一起。
在这种情况下，优选地，质量层具有在500至2600g/m2之间、优选800至1600g/m2之间的面积重量。
优选地，薄膜或箔具有至少40微米(μm)、优选60至100(μm)、优选60至80(μm)的厚度。
如果不渗透阻挡层具有至少500g/m2的面积重量，则优选地，质量层包括不渗透阻挡层和多孔纤维层，其中，不渗透阻挡层位于多孔纤维层和去耦层之间，并且所有层被层叠在一起，并且其中，多孔纤维层的动态压缩杨氏模量(Pa)至少为
118*tp*(AWb*AWp+(AWp*AWp/4))/(AWb+AWp)
其中，AWb是阻挡层的面积重量(g/m2)，AWp是多孔纤维层的面积重量(g/m2)，
tp是所述多孔纤维层的厚度(mm)，并且其中，不渗透阻挡层具有至少500g/m2的面积重量。
优选地，不渗透阻挡层具有在500至4000g/m2之间、优选1500至3000g/m2之间的面积重量，并且优选地，多孔纤维层具有400至2500g/m2之间、优选800至1600g/m2之间的面积重量。
为了使各层一起作为质量层起作用，重要的是将所有层层叠在一起。层叠可以在生产期间通过加热这些层进行，或者如果需要，可以使用如本领域中已知的胶、膜、粉末或喷雾剂形式的粘合剂层，以层叠所述层，例如使质量层与去耦层层叠。
质量层的面积重量是用作质量的所有层之和，例如纤维层的面积重量与不渗透阻挡层的面积重量之和。
优选地，选择多孔纤维层的厚度，使得其足够厚以有助于装饰部件的噪声吸收，但在生产期间被足够地压缩以便具有一定的刚度以有助于噪声绝缘。
优选地，所述多孔纤维层的厚度tp在2mm和15mm之间，优选在3mm和10mm之间。
应测量生产的装饰部件中的纤维层的动态压缩杨氏模量，以根据上述标准中的一个检查其高于计算的最小值。
多孔纤维层可以是任何类型的毛毡。它可以由任何可热成型的纤维材料制成，包括源自天然纤维和/或合成纤维的纤维材料。优选地，毛毡由再循环纤维材料(如乌心棉或其它再循环纤维，比如聚酯)制成。
纤维毛毡材料优选包含粘合材料(例如热塑性聚合物或热固性聚合物)，作为粘合纤维或树脂材料。优选至少30％的环氧树脂或至少25％的双组分粘合纤维。实现根据本发明的多孔纤维层的其它粘合纤维或材料是可能的并且不排除。多孔纤维层材料可通过针刺工艺或任何其它增加材料的动态压缩刚度的工艺获得。
所使用的任何材料可以由原始或再循环材料或其混合物制成。
用于车辆的噪声衰减装饰部件可以包括至少一个附加层，比如装饰层或地毯层，优选簇绒地毯或非织造地毯，并且其中所述质量层位于去耦层和装饰层或地毯层之间。
噪声衰减装饰部件可以用作车辆地板覆盖物或内仪表板，其中，具有多个凹口的去耦器层的第二表面面向车辆地板或防火墙。防火墙是乘员与发动机室之间的间隔件。
测量
凹口的圆的基部区域的总面积和去耦层的第二表面的总面积可以通过使用CAD绘图(如果可用)或通过使用3D扫描仪或通过本领域技术人员已知的其它方法来估计。例如，可以通过使用测径规或类似工具测量每个基部区域的直径并基于所述直径计算面积来估计凹口的圆形基部区域的总面积。可以通过将具有已知密度或面积重量的材料层切割成与去耦层的第二表面相同的形状和面积并且根据具有已知密度或面积重量的材料的层的重量计算面积来估计去耦层的第二表面(包括或不包括基部区域)的面积。
可以使用本领域已知的标准方法测量面积重量、密度、高度和厚度。
噪声衰减装饰部件的绝缘性能可以通过测量放置在结构(例如钢板)上的装饰部件的传输损耗(TL)来评估。传输损耗定义为入射在结构上的声功率和由结构传输到接收侧的声功率之比，其以分贝表示。在配备有声学部件的汽车结构的情况下，传输损耗不仅是因为部件的存在，而且还归因于在其上安装部件的钢结构。由于重要的是独立于在其上安装汽车声学部件的钢结构对汽车声学部件的噪声绝缘能力进行评估，因此引入了插入损耗。布置在结构上的声学部件的插入损耗(IL)定义为配备有噪声衰减装饰部件(TLpart+steel)的结构的传输损耗和仅结构(TLsteel)的传输损耗之间的差异：
ILpart＝TLpart+steel-TLsteel(dB)
测量传输损耗的方法是本领域技术人员公知的，例如可在欧拓管理股份公司(Autoneum Management AG)处通过商业途径获得的Isokell系统或根据ISO 140-3的两室方法。
多孔材料的动态压缩杨氏模量可以用市场上可买到的“Elwis-S”装置(欧拓汽车股份公司Autoneum Automotive AG)测量，其中样品在压缩应力下被激发。例如，在BERTOLINI等人的“Transfer function based method to identify frequencydependent Young's modulus,Poisson's ratio and damping loss factor ofporoelastic materials”(多孔弹性材料声学研讨会(SAPEM)，布拉德福德，2008年12月)中描述了使用Elwis-S的测量。
装饰部件可以根据本领域的技术人员已知的标准生产方法生产，优选至少用模制步骤生产。材料可以在模制之前加热或在与模制相同的步骤中加热，以获得各层的层叠。
凹口优选地由模具表面上的成形突起产生。泡沫层可以放置在模具中，并且在层的压缩和加热下产生凹口。优选地，泡沫层在模具中直接发泡、注入到质量层，并且在发泡过程期间，泡沫去耦器层呈现模具表面的形式，其中，成形突起在泡沫去耦器层的第二表面上产生凹口。
在模制步骤期间，纤维层(如果用作质量层的一部分)在模制过程期间被压缩和固结。
给定的任何范围应包括起点和终点以及测量中的正常预期偏差。可以结合不同范围的起点值和终点值。
本发明的再一些实施例可以从也通过结合本发明的不同实施例和示例的描述中得出，并且也可以从附图中示出的实施例的描述中得出。这些附图是示意图，并且并不一定按比例绘制。
附图说明
图1示出了根据本发明的3D装饰部件上的凹口位置的示意性示例。
图2示出了根据本发明的3D部件的示意性截面。
图3A、3B和3C示出了根据本发明的具有半径(r)和高度(h)以及圆的基部区域(13)的一个半球体(10、11、12)的示意性示例。
图4A、4B和4C示出了根据本发明的噪声衰减装饰部件(14)的截面的示意性示例。
图5示出了根据本发明的去耦层的示意性示例，其中，去耦层的第二表面包括具有圆的基部区域的凹口。
图6示出了根据本发明的去耦层的示意性示例，其中，去耦层的第二表面包括具有凹口的区域，其中所述区域是凹口的圆的基部区域的凸包。
图7示出了根据现有技术和根据本发明的平面样品的测量的插入损耗。
图8示出了根据现有技术和根据本发明的内仪表板的测量的插入损耗。
图9A、9B、9C和9D示出了根据本发明的具有不同的质量层的噪声衰减装饰部件的截面的示意性示例。
具体实施方式
图1示出了内仪表板(1)的示意图，其示出了凹口的位置以及圆的基部区域(2)。这些凹口和基部区域具有不同的尺寸并且遍及表面而分布。
图2示出了根据本发明的3D装饰部件(3)的示意性截面。具有圆的基部区域的凹口(8)朝向车辆本体(9)，还具有去耦器泡沫层(5)和质量层(4)。去耦层的第一表面(6)朝向质量层，并且第二表面(7)朝向车辆本体。
图3A示出了根据本发明的具有半径(r)和圆形基部区域(13)的半球形凹口(10)的示意性示例。由于半球形形状和圆形基部区域，半径(r)和高度(h)具有相同的长度或至少近似相同的长度。半球形凹口产生具有空气的腔体，并且位于去耦器的第二表面处的圆形基部区域是泡沫不与金属层(例如车辆本体)接触的区域。圆形基部区域还可以具有卵形形状或近似为圆形。
半球形凹口的圆形基部区域的总面积也称为与车辆本体“不接触的面积”。
图3B示出了根据本发明的具有半径(r)和圆形基部区域(13)的对称半球体形凹口(11)的示意性示例。由于半球体形状和圆形基部区域或圆的基部区域，半径(r)和高度(h)不具有相同的长度。
图3C示出了根据本发明的具有半径(r)和圆形基部区域(13)的不对称半球体形凹口(12)的示意性示例。由于半球体形状和圆形基部区域或圆的基部区域，半径(r)和高度(h)不具有相同的长度。
图3A、3B和3C中的所有凹口形状具有与其它腔体(例如正方形和/或矩形腔体)相比有利的形状，用于脱模性质并用于改善去耦器层的局部刚度。
图4A、4B和4C示出了根据本发明的用于车辆(14)的噪声衰减装饰部件的截面的示例，示出了去耦器层(5)中的半球体、例如半球形凹口(10、15、16)的示例，还示出了质量层(4)和车辆本体(9)，例如钢或铝层。厚度(T)是去耦层的总厚度，在没有半球体形凹口的区域中，其是泡沫层的厚度，并且在具有半球体形凹口的区域中，T是半球体形凹口和在该半球体形凹口的顶部(t)上的泡沫层厚度的总高度。凹口的圆的基部区域位于去耦层的第二表面(7)处。
凹口可以设计用于更好的脱模性质和或在发泡过程期间改善泡沫组分的流动。如图4A、4B和4C中所示的半球体具有良好的脱模性质并且在发泡过程期间增强泡沫组分的流动。同样取决于位置的凹口除了刚好邻接去耦层的第二表面之外，大部分不具有平行于脱模方向的任何壁。
半球形凹口的形状可以根据设计的限制和可用空间而变化。
图4A以非对称半球体形凹口(15)的示例示出了根据本发明的装饰部件(14)的截面的示例。
图4B以具有圆形边缘(16)的半球体形凹口的示例示出了根据本发明的装饰部件(14)的截面的示例。
图4C以大致对称的半球形凹口(10)的示例示出了根据本发明的装饰部件(14)的截面的示例。两个凹口之间的距离(D)不应过小，以便简化装饰部件的脱模以及确保去耦层的局部刚度。
图5示出了去耦层(17)的示意性示例，在去耦层(5)的第二表面(7)具有凹口的圆的基部区域(13)。
图6示出了去耦层(17)的示意性示例，在去耦层(5)的第二表面(7)具有以组的形式布置的凹口的圆的基部区域(13)，该组凹口位于围绕该组凹口和它们的圆的基部区域的凸包(18)限定的区域(19)中。
图7示出了根据现有技术和根据本发明的四个平面样品的测量的插入损耗。所述插入损耗通过可通过商业途径从欧拓处获得的装置“Isokell”测量。
样品在代表车辆本体的钢板上测量。
所有样品均制造有去耦器层，去耦器层由密度约为50kg/m3和厚度约为15mm的相同类型的聚氨酯泡沫制成。所有样品均使用相同类型的质量层(面积重量为3kg/m2的重层)。
样品B、C和D制有具有8mm半径的圆形基部的半球形凹口。由于凹口的形状是半球形的，因此高度也是8mm。
样品A是根据现有技术的参考样品，其泡沫去耦器层没有任何凹口。
样品B的半球形凹口的圆形基部区域的总面积大约为去耦层的第二表面的总面积的6％。因此，泡沫去耦器层的大约6％不与钢板接触。
根据本发明，样品C的半球形凹口的圆形基部区域的总面积大约为去耦层的第二表面的总面积的40％。因此，泡沫去耦器层的大约40％不与钢板接触。
样品D的半球形凹口的圆形基部区域的总面积大约为去耦层的第二表面的总面积的60％。因此，泡沫去耦器层的大约60％不与钢板接触。
如从图7中可以看出，样品C和D的共振频率从约400Hz降低到约315Hz，这表明去耦器总体上比参考样品和第二表面的仅6％不与钢板接触的样品B更柔软。
与具有不与钢板接触的较大面积的样品D相比，第二表面的40％不与钢板接触的样品C令人惊讶地表现相同或甚至改善了在1000Hz至4000Hz的重要频率范围内的IL。
与样品D相比，样品C具有另外的更好的刚度性质，比如胎面强度。
在大多数频率范围内，与样品B相比，样品C表现出更好的性能。
图8示出了根据现有技术和根据本发明的两个3D样品(仪表板绝缘体)的测量的插入损耗。根据当前的ISO 140-3测得插入损耗。
样品在钢制仪表板上测量，该钢制仪表板从白色的车辆本体切除。
两个样品制有去耦器层，所述去耦器层由具有约50kg/m3的密度和约15mm的厚度的相同类型的聚氨酯泡沫制成，并具有相同类型的2kg/m2重层的质量层。
根据本发明，样品F包括在去耦层的不同区域中具有两种不同尺寸的凹口(这取决于可用的空间和厚度)，以优化不接触的区域。用于样品F的凹口都是半球，这些半球的圆形基部区域具有8mm的半径和高度以及半径和高度为12mm的第二尺寸。
根据本发明，样品F的半球形凹口的圆形基部区域的总面积大约为去耦层的第二表面的总面积的15％。因此，泡沫去耦器层的大约15％不与钢质本体接触。根据可用的空间和厚度，在去耦层的不同区域中应用具有两种不同尺寸的凹口，以优化不接触的区域。
用于样品F的凹口都是半球，这些半球的圆形基部区域具有8mm的半径和高度以及半径和高度为12mm的第二尺寸。
样品在钢制仪表板上测量，该钢制仪表板从白色的车辆本体切除。
图9A、9B、9C和9D示出了根据本发明的用于车辆的噪声衰减装饰部件的截面的示例，其具有不同的质量层，去耦层(5)布置在车辆本体(9)上，并且去耦器层具有半球形凹口(10)。
图9A示出了装饰部件(20)，其中，质量层是单个不渗透阻挡层，例如层叠到去耦层(5)的重层(21)。优选地，该单个质量层的面积重量为800至6000g/m2，优选为1500至4000g/m2。
图9B示出了装饰部件(22)，其中，质量层是层叠到去耦层(5)的与图9A中所示相同的单个不渗透重层(21)，并且其中，装饰部件具有与重层相邻的附加的多孔吸收层(23)。该附加的多孔吸收层可以是200-600g/m2的膨松毛毡，或软的开孔泡沫。由于其蓬松度和或低密度，该附加层不是质量层的一部分，因为其对质量弹簧系统的质量没有重量贡献或有非常有限的重量贡献，并且它不积极参与装饰部件的绝缘功能。
图9C示出了装饰部件(24)，其具有根据本发明的去耦层并且具有质量层，所述质量层由薄膜或箔(26)形式的薄的不渗透阻挡层和具有动态压缩杨氏模量E>96*AW*tp(单位为帕斯卡(Pa))的多孔纤维层(25)构成。AW是多孔纤维层的面积重量(g/m2)，并且在400至2500g/m2之间，优选700至1500g/m2之间，并且纤维层的厚度(tp)在2mm和15mm之间，优选地在3mm和10mm之间。薄膜或箔具有小于200g/m2的面积重量以及至少40微米(μm)、优选60至100(μm)、优选60至80(μm)的厚度。
图9D示出了具有根据本发明的去耦层和具有质量层的装饰部件(27)，所述质量层由重层(28)形式的不渗透阻挡层和具有如下的动态压缩杨氏模量的多孔纤维层(29)构成：
E>118*tp*(AWb*AWp+(AWp*AWp/4))/(AWb+AWp)(单位为帕斯卡(Pa))。
AWb是不渗透阻挡层的面积重量(g/m2)，并且在500至4000g/m2之间，优选在1500至3000g/m2之间。
不渗透阻挡层具有至少500g/m2的面积重量，优选在500至4000g/m2之间，优选在1500至3000g/m2之间。
AWp是多孔纤维层的面积重量(g/m2)，并且在400至2500g/m2之间，优选800至1600g/m2之间，并且纤维层的厚度(tp)在2mm和15mm之间，优选地在3mm和10mm之间。

Claims (22)

1.一种用于车辆的具有声学质量弹簧特性的噪声衰减装饰部件，其包括至少包括不渗透阻挡层的质量层(4)，并且其中，所述装饰部件进一步包括由开孔泡沫构成的去耦层(5)，并且，所述去耦层具有与所述质量层相邻的第一表面(6)以及背离所述质量层的第二表面(7)，并且其中，所述去耦层和质量层被层叠在一起，并且，所述去耦层具有至少一个带有多个凹口(10、11、12)的区域(19)，其特征在于，每个凹口包括圆的基部区域(13)，其中，圆的基部区域与所述第二表面共面地定位，并且其中，圆的基部区域的总的表面面积在所述去耦层的第二表面的总表面面积的10％和40％之间。
2.根据权利要求1所述的噪声衰减装饰部件，其中，圆的基部区域的半径(r)在4至20mm之间，优选地在6至16mm之间，优选地在8至12mm之间。
3.根据前述权利要求中任一项所述的噪声衰减装饰部件，其中，基部区域的总的表面面积在所述去耦层的第二表面的总表面面积的15％和35％之间，优选在20％至30％之间。
4.根据前述权利要求中任一项所述的噪声衰减装饰部件，其中，所述凹口的高度(h)在所述去耦层的总厚度(T)的40％和74％之间，优选地在45％和70％之间，优选地在50％和65％之间，所述去耦层的总厚度(T)是从所述凹口的基部区域到所述去耦层的第一表面的最短距离。
5.根据前述权利要求中任一项所述的噪声衰减装饰部件，其中，所述凹口的高度(h)在4至20mm之间，优选在6至16mm之间，优选在8至12mm之间。
6.根据前述权利要求中任一项所述的噪声衰减装饰部件，其中，所述至少一个具有多个凹口的区域被限定为这些凹口的凸包(18)，并且其中，所述区域具有至少15个凹口、优选至少20个凹口、优选至少30个凹口，并且，所述区域内的圆的基部区域的总的表面面积在所述区域的表面面积的25％和50％之间、优选30％和45％之间、优选35％和45％之间。
7.根据前述权利要求中任一项所述的噪声衰减装饰部件，其中，所述去耦层由聚氨酯泡沫制成。
8.根据前述权利要求中任一项所述的噪声衰减装饰部件，其中，两个凹口之间的最短距离(D)大于4mm，优选至少5mm，优选至少6mm，优选至少8mm。
9.根据前述权利要求中任一项所述的噪声衰减装饰部件，其中，所述圆的基部区域中的至少一个具有椭圆形状，优选为圆形形状。
10.根据前述权利要求中任一项所述的噪声衰减装饰部件，其中，所述凹口中的至少一个具有半球体的形状，优选半球(10)的形状。
11.根据前述权利要求中任一项所述的噪声衰减装饰部件，其中，所述泡沫具有25至100kg/m3之间、优选35至80kg/m3之间、优选45至70kg/m3之间的密度。
12.根据前述权利要求中任一项所述的噪声衰减装饰部件，其中，所述不渗透阻挡层由选自包括乙烯醋酸乙烯酯(EVA)共聚物、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、热塑性弹性体、热塑性橡胶和和聚氯乙烯(PVC)或前述项的任何组合的组的热固性塑料材料制成。
13.根据前述权利要求中任一项所述的噪声衰减装饰部件，其中，所述质量层具有在500至6500g/m2之间的面积重量。
14.根据权利要求13所述的噪声衰减装饰部件，其中，所述质量层由具有在800至6000g/m2之间、优选1500至4000g/m2之间的面积重量的不渗透阻挡层构成。
15.根据权利要求14所述的噪声衰减装饰部件，进一步包括与所述质量层相邻的附加层，其中，所述附加层由具有200至600g/m2的面积重量的多孔毛毡制成或由开孔泡沫制成。
16.根据权利要求13所述的噪声衰减装饰部件，其中，所述质量层由所述不渗透阻挡层和多孔纤维层构成，并且其中，所述多孔纤维层具有至少96*AW*tp(Pa)的动态压缩杨氏模量E，其中，AW为所述多孔纤维层的面积重量(g/m2)，tp为所述多孔纤维层的厚度(mm)，并且其中，所述不渗透阻挡层具有小于200g/m2的面积重量，并且所述不渗透阻挡层位于所述纤维层和所述去耦层之间，并且所有的层都层叠在一起。
17.根据权利要求16所述的噪声衰减装饰部件，其中，所述质量层具有500至2600g/m2之间、优选800至1600g/m2之间的面积重量。
18.根据权利要求13所述的噪声衰减装饰部件，其中，所述质量层由所述不渗透阻挡层和多孔纤维层构成，其中，所述不渗透阻挡层位于所述多孔纤维层和所述去耦层之间，并且所有的层都层叠在一起，并且其中所述多孔纤维层的动态压缩杨氏模量(Pa)至少为：
118*tp*(AWb*AWp+(AWp*AWp/4))/(AWb+AWp)
其中，AWb是阻挡层的面积重量(g/m2)，AWp是所述多孔纤维层的面积重量(g/m2)，tp是所述多孔纤维层的厚度(mm)，并且其中所述不渗透阻挡层具有至少500g/m2的面积重量。
19.根据权利要求18所述的噪声衰减装饰部件，其中，所述不渗透阻挡层具有在500至4000g/m2之间、优选1500至3000g/m2之间的面积重量，并且其中，所述多孔纤维层具有400至2500g/m2之间、优选800至1600g/m2之间的面积重量。
20.根据权利要求16至19所述的噪声衰减装饰部件，其中，优选地，所述多孔纤维层的厚度tp在2和15mm之间，优选在3和10mm之间。
21.根据前述权利要求中的一项所述的噪声衰减装饰部件，其中，所述装饰部件进一步包括至少一个附加层，比如装饰层或地毯层，优选簇绒地毯或非织造地毯，并且其中，所述质量层位于所述去耦层和所述装饰层或地毯层之间。
22.根据前述权利要求中的一项所述的噪声衰减装饰部件的用途，所述噪声衰减装饰部件用作地板覆盖物或内仪表板，其中，具有多个凹口的去耦层的第二表面面向车辆地板和或防火墙。
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