-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schalldämpfung
und Schalldämmung gemäß der Merkmalskombination
des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
-
Vorrichtungen
der gattungsgemäßen Art sind seit geraumer Zeit
in den vielfältigsten Ausführungsformen bekannt.
-
So
ist aus der
DE 42 09
024 B4 ein einlagiges profiliertes Isolationsteil aus einem
geschlossenzelligen Schaumstoff zur Schalldämpfung bzw.
-dämmung bekannt, welches zwischen einer Innen- und einer
Außenwand einer Fahrzeugtür angeordnet ist und
einen im Wesentlichen randseitigen sowie mindestens einen weiteren
Wulst zur wechselweisen Abstützung des Isolationsteiles
an den Innenflächen der Fahrzeugtür aufweist,
wobei zwischen zwei solchen an beiden Innenflächen abgestützten
Wülsten sich ein frei schwingbarer Abschnitt des Isolationsteils
erstreckt.
-
Des
Weiteren ist aus der
DE
84 13 883 U1 eine schalldämmende Verkleidung für
Blechteile an Kraftfahrzeugen bekannt, welche aus einem ersten gepressten
dichten Vlies, das mit ggf. mehrstufigen Vertiefungen versehen ist,
die zwischen sich und dem Blechteil schallschluckende Hohlräume
ausbilden, sowie einem zweiten, mit korrespondierenden Vertiefungen
geringerer Tiefe versehenen Vlies besteht, welches seinerseits unter
Eingriff der Vertiefungen ineinander und Bildung von Hohlkammern
zwischen diesen mit dem ersten Vlies in Doppellage angeordnet ist.
-
Schließlich
beschreibt die
WO
2006/108363 A2 einen geschichteten lärmschluckenden
Vliesstoff, der seinerseits mehrlagig ausgebildet ist und sich aus einer
Vliesschicht und einer darauf aufgebrachten sogenannten Resonanzmembran
aus einer Schicht aus Nanofasern zusammensetzt. Auf besagter Schicht
aus Nanofasern können eine oder mehrere weitere Vliesschichten
aufgebracht sein. Aufgrund der verwendeten Schicht aus Nanofasern
ist insbesondere ein erhöhter Schallabsorptionsgrad zu
verzeichnen.
-
Hiervon
ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung
zur Schalldämpfung und Schalldämmung zu schaffen,
mit welcher im Hinblick auf den Stand der Technik ein weiter erhöhter
Schallabsorptionsgrad zu erzielen ist. Des Weiteren soll sich diese
Vorrichtung leicht und kostengünstig herstellen sowie an
aktuelle Erfordernisse, seien es Erfordernisse bzgl. des Schallabsorptionsgrades als
auch Erfordernisse im Hinblick auf bestehende Ein- und Anbauerfordernisse,
anpassen lassen.
-
Gelöst
wird die gestellte Aufgabe demnach durch eine Vorrichtung zur Schalldämpfung
und Schalldämmung, umfassend ein flächenförmiges
Resonanzabsorbervlies, welches vor zumindest einer schallharten
Wand der einen Hohlraum ausbildenden Wandungen aufgespannt und mehrschichtig
ausgebildet ist, wobei jede Schicht aus einem akustisch zumindest
weitgehend transparenten Maschenvlies besteht, welches mit extrem
feinen Fasern, wie Nano- und/oder Micro-Fasern, belegt ist.
-
Durch
diese Maßnahme ist eine auf aktuelle Erfordernisse anpassbare
respektive abstimmbare, breitbandige und mittelfrequente Vorrichtung
zur Schalldämpfung und Schalldämmung in Form eines Schallabsorbers
niedrigen Gewichts geschaffen, welcher sich einfach und kostengünstig
bestimmungsgemäß verbauen lässt.
-
Die
Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder
Ausgestaltungen der Erfindung.
-
Danach
ist das Resonanzabsorbervlies zumindest bereichsweise beabstandet
zur schallharten Wand angeordnet oder liegt auf derselben auf. Vorteilhaft
kann das Resonanzabsorbervlies vermittels dasselbe umschlingenden
und/oder durchdringenden Spanndrahtes vor der zumindest einen schallharten
Wand aufspannbar sein. Weiter vorteilhaft kann das Resonanzabsorbervlies
in einem Rahmen aufgespannt sein, welcher seinerseits vor der zumindest
einen schallharten Wand positionierbar ist. Als Rahmen bietet sich
beispielsweise eine vermittels Spanndraht offengehaltene und gespannte
Vliestasche an, in welcher das Resonanzabsorbervlies zumindest in
Randbereichen desselben gehalten ist. Wie die Erfindung noch vorsieht,
können benachbarte Schichten des Resonanzabsorbervlieses
untereinander punktuell verbunden sein, wodurch die Steifigkeit
und Festigkeit des Resonanzabsorbervlieses und demgemäß auch
die Verbaubarkeit desselben verbessert ist. Aus gleichen Gründen
kann zwischen benachbarten Schichten des Resonanzabsorbervlieses
eine Lochfolie angeordnet sein, ohne die gewünschte akustische
Transparenz des Resonanzabsorbervlieses zu behindern. Insoweit sind
die Löcher entsprechend groß auszubilden. Vorzugsweise
besteht das Resonanzabsorbervlies aus Kunststofffasern, d. h., sowohl
das Maschenvlies als Trägerschicht als auch die Nano- oder
Mikrofasern. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht
auf Kunststofffasern, sondern erfasst insbesondere für
das Maschenvlies jegliche geeigneten Fasern, beispielsweise auch
Naturfasern. Um den Ein- und Anbau von Teilen, Aggregaten und dgl.
mehr in den Hohlraum durch besagtes Resonanzabsorbervlies nicht
zu behindern, kann dasselbe bereits über eine oder mehrere Öffnungen
und/oder Durchbrüche verfügen. Besagte Öffnungen
und/oder Durchbrüche können vorteilhaft durch
taschenförmiges Aufspannen des Resonanzabsorbervlieses
mittels Spanndraht gebildet sein. Durch die Wahl der Anzahl der
Schichten des Resonanzabsorbervlieses sowie des Abstandes des Resonanzabsorbervlieses
zur schallharten Wand ist die Schallabsorption hinsichtlich Absorptionsgrad und
dessen Frequenzgang in weiten Grenzen einstellbar. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung bietet sich besonders zur Verwendung an Fahrzeugen an, wobei
die zumindest eine schallharte Wand durch eine Spritzwand, eine
Säulenverkleidung, einen Formhimmel, eine Motorraumhaube
oder Kofferraumhaube oder jegliche andere schallharte und einen
Hohlraum begrenzende Wand eines Fahrzeugs gebildet sein kann.
-
Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch
dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.
Es zeigen:
-
1 die
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Schalldämpfung
und Schalldämmung in Form eines mehrschichtigen Resonanzabsorbervlieses äußerst schematisch
in einer perspektivischen Ansicht,
-
2 äußerst
schematisch ein verbautes mehrschichtiges Resonanzabsorbervlies
in einer Schnittdarstellung, und
-
3 eine
mikroskopische Ansicht einer Schicht des Resonanzabsorbervlieses
nach 1 oder 2.
-
Gemäß den 1 bis 3 umfasst
die Vorrichtung zur Schalldämpfung und Schalldämmung ein
flächenförmiges Resonanzabsorbervlies 1,
welches vor zumindest einer schallharten Wand 2 der einen
Hohlraum ausbildenden Wandungen aufgespannt ist.
-
Die
zumindest eine schallharte Wand 2 kann beispielsweise durch
eine nicht näher dargestellte, jedoch an sich bekannte
Spritzwand gebildet sein, welche den Motorraum eines Fahrzeugs von
der Fahrgastzelle desselben abtrennt. Ebenso ist es denkbar und
demgemäß durch die Erfindung mit erfasst, als
schallharte Wand 2 eine Säulenverkleidung, einen
Formhimmel innerhalb der Fahrgastzelle, eine Motorraumhaube oder
eine Kofferraumhaube an Fahrzeugen zu verwenden. Die Erfindung beschränkt
sich jedoch nicht auf derartige schallharte Wände 2, sondern
umfasst jegliche anderen schallharten und einen Hohlraum begrenzenden
Wände 2 an Fahrzeugen oder auch anderen Anlagen,
Aggregaten und dgl. mehr.
-
Das
flächenförmige Resonanzabsorbervlies 1 dient
bezogen auf Kraftfahrzeuge im Wesentlichen der Minderung des Eintrags
von Schall in die Fahrgastzelle und/oder der Dämpfung von
Schall innerhalb der Fahrgastzelle.
-
Wie
der 2 zu entnehmen ist, ist besagtes Resonanzabsorbervlies 1 mehrschichtig
ausgebildet, wobei jede Schicht 1a bis 1n aus
einem akustisch äußerst transparenten Maschenvlies 3 besteht,
welches mit extrem feinen Fasern, wie Nano- und/oder Microfasern 4 (vgl. 3),
belegt ist. Mit 5 sind hierbei die einfallenden und reflektierten
Schallwellen bezeichnet.
-
Unter
Nano- und/oder Microfasern
4 werden insbesondere auch Fasern
verstanden, die in Anlehnung an die einleitend gewürdigte
WO 2006/108363 A2 Durchmesser
von etwa 600 Nanometern (nm) aufweisen, wogegen die Fasern des Maschenvlieses
3,
welches als Trägervlies fungiert, Durchmesser von etwa
10 bis etwa 45 Mikrometern (μm) aufweisen.
-
Die
Fasern, d. h., sowohl die Nano- und/oder Microfasern 4 als
auch die Fasern des Maschenvlieses 3, sind vorzugsweise
durch Kunststofffasern gebildet, jedoch können insbesondere
für das Maschenvlies 3 auch jegliche anderen geeigneten
Fasern, beispielsweise auch Naturfasern Verwendung finden.
-
Vermittels
eines derartigen mehrschichtigen Resonanzabsorbervlieses 1 ist
ein in weiten Grenzen abstimmbarer, breitbandiger, mittelfrequenter
Schallabsorber niedrigen Gewichts, mit hoher akustischer Transparenz,
mit niedrigem Strömungswiderstand aufgrund der verringerten
viskosen Reibung insbesondere der Nano- und/oder Microfasern 4 untereinander,
und mit hoher elastischer Kompression, wodurch vorteilhaft geringe
Rückstellkräfte beim Einbau anderer berührender
Teile und/oder Aggregate in das Fahrzeug zu verzeichnen sind, geschaffen.
-
Wie
bereits oben erwähnt, ist das Resonanzabsorbervlies 1 ähnlich
einem an sich bekannten und demgemäß hier nicht
näher gezeigten Folienabsorber vor einer schallharten Wand 2 bzw.
mit einem großen Impedanzsprung aufgespannt, wobei das eingeschlossene
Volumen zwischen der „Membran”, vorliegend jeder
einzelnen Schicht 1a bis 1n des Resonanzabsorbervlieses 1,
und der schallharten Wand 2 die jeweilige Resonanzfrequenz
für die einzelne Schicht 1a bis 1b bestimmt.
Durch die Staffelung einer Mehrzahl von Schichten 1a bis 1n und
gleichzeitiger akustischer Transparenz kann die Wirkung im Gegensatz
zu herkömmlichen Folienabsorbern auf einem breiten spektralen
Bereich ausgeweitet werden.
-
Ein
anderer wirkungsvoller Effekt basiert auf dem Abstand der jeweiligen
Schicht 1a bis 1n zur schallharten Wand 2 bzw.
auf dem Impedanzsprung im Vergleich zur Wellenlänge (Lambda/4).
Somit sind die weiter von der schallharten Wand 2 angeordneten Schichten 1a bis 1n des
Resonanzabsorbervlieses 1 wirksamer für tiefere
Frequenzen der einfallenden Schallwellen 5.
-
Es
ist sozusagen ein Mischverhalten von unterschiedlich abgestimmten
bzw. abstimmbaren Folienabsorbern und Lambda/4-Absorbern
erzielbar. Durch die Wahl der Anzahl der Schichten 1a bis 1n des
Resonanzabsorbervlieses 1 sowie des Abstandes desselben
zur schallharten Wand 2 lässt sich ein Absorptionsverhalten
einstellen, dass vorteilhaft zu mittleren und niedrigen Frequenzen
eine höhere Schallabsorption aufweist als mittels herkömmlicher poröser
Absorber zu erwarten wäre.
-
In
umfangreichen Versuchen hat sich eine zumindest bereichsweise beabstandete
Anordnung des Resonanzabsorbervlieses 1 zur schallharten Wand 2 als
besonders vorteilhaft erwiesen. Jedoch beschränkt sich
die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform, sondern
umfasst auch Resonanzabsorbervliese 1, die auf besagter
schallharten Wand 2 direkt aufliegen.
-
Um
das Resonanzabsorbervlies 1 praktikabel vor der schallharten
Wand 2 aufspannen zu können, bieten sich vielfältige
Lösungen an. So kann das Resonanzabsorbervlies 1 beispielsweise
vermittels dasselbe umschlingenden und/oder durchdringenden Spanndrahtes 6 vor
der zumindest einen schallharten Wand 2 aufgespannt und über
ausgebildete Ösen oder dgl. an der schallharten Wand 2 oder
nahe derselben an einem anderen tragenden Bauteil festgelegt sein.
Als vorteilhaft wird gesehen, wenn der Spanndraht 6 mit
dem Resonanzabsorbervlies 1 regelrecht vernäht,
verschweißt oder auch verklebt ist.
-
1 zeigt
eine Kombination aus verschiedenen Möglichkeiten des Aufspannens
des Resonanzabsorbervlieses 1 vor besagter schallharter Wand 2.
-
Im
Wesentlichen ist das Resonanzabsorbervlies 1 zumindest
in Randbereichen desselben form-, -kraft und/oder stoffschlüssig
in einem Rahmen 7 gespannt gehalten, der seinerseits im
Sinne der Erfindung vor der schallharten Wand 2 positionierbar
ist.
-
Der
Rahmen 7 besteht vorliegend aus dickeren Fasern als das
Resonanzabsorbervlies 1 selbst und bildet eine sogenannte
Vliestasche aus, welche vermittels Spanndraht 6 offengehalten
und gespannt ist.
-
Wie
der 1 weiter zu entnehmen ist, verfügt das
Resonanzabsorbervlies 1 über eine oder mehrere Öffnungen 8 und/oder
Durchbrüche, welche durch ein taschenförmiges
Aufspannen des Resonanzabsorbervlieses 1 mittels Spanndraht 6 gebildet ist/sind,
der seinerseits mit dem Resonanzabsorbervlies 1 ebenfalls
vernäht, verschweißt oder verklebt sein kann.
-
Der
Spanndraht 6 sorgt mit seiner Eigenspannung für
das Aufspannen des Resonanzabsorbervlieses 1 im gewählten
Bereich und kann leicht an die aktuell gewünschte Einbauform,
beispielsweise die Außenkontur nicht näher dargestellter
benachbarter Bauteile, Aggregate und dgl. mehr angepasst werden.
Des Weiteren kann der Spanndraht 6 erforderlichenfalls
Belastungen durch Bauteiltoleranzen nachgeben.
-
Um
die Steifigkeit und Festigkeit des Resonanzabsorbervlieses 1 und
demgemäß auch die Verbaubarkeit desselben zu verbessern,
kann es angezeigt sein, die einzelnen benachbarten Schichten 1a bis 1n des
Resonanzabsorbervlieses 1 untereinander punktuell zu verbinden,
beispielsweise zu verschweißen, zu verkleben oder auch
zu vernähen. Ebenso kann zwischen benachbarten Schichten
des Resonanzabsorbervlieses 1 eine Lochfolie mit entsprechend
groß ausgebildeten Löchern angeordnet sein, so
dass die gewünschte akustische Transparenz des Resonanzabsorbervlieses 1 nicht
wesentlich behindert wird. Die Lochfolie kann ebenfalls mit den
benachbarten Schichten 1a bis 1n punktuell verschweißt,
verklebt oder vernäht sein (nicht näher dargestellt).
-
- 1
- Resonanzabsorbervlies
- 1a–n
- Schichten
(Resonanzabsorbervlies 1)
- 2
- schallharte
Wand
- 3
- Maschenvlies
(Resonanzabsorbervlies 1)
- 4
- Nano-
und/oder Mikrofasern (Resonanzabsorbervlies 1)
- 5
- Schallwellen
- 6
- Spanndraht
- 7
- Rahmen
- 8
- Öffnung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 4209024
B4 [0003]
- - DE 8413883 U1 [0004]
- - WO 2006/108363 A2 [0005, 0019]