DE102013002933A1 - Sandwich element for sound-insulating lining in interior of transport network comprises honeycomb core layer, which has bilaterally arranged cover layer, and open-pored sound absorber element within the honeycomb cells - Google Patents

Sandwich element for sound-insulating lining in interior of transport network comprises honeycomb core layer, which has bilaterally arranged cover layer, and open-pored sound absorber element within the honeycomb cells Download PDF

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Abstract

Sandwich element for the sound-insulating lining in the interior of transport network comprises: a honeycomb core layer (3), which has a bilaterally arranged cover layer, in which at least one of these layers is perforated; and an open-pored sound absorber element within the honeycomb cells. The absorber element is formed by coagulation of a polymer solution in the precipitation bath, which limits in situ in the cavity which is open at the top. The web walls are carried laterally by the honeycomb cells. The polymer precipitation is carried out in the precipitation bath. Sandwich element for the sound-insulating lining in the interior of transport network comprises: a honeycomb core layer (3), which has a bilaterally arranged cover layer, in which at least one of these layers is perforated; and an open-pored sound absorber element within the honeycomb cells. The absorber element is formed by coagulation of a polymer solution in the precipitation bath, which limits in situ in the cavity which is open at the top. The web walls are carried laterally by the honeycomb cells. The polymer precipitation is carried out in the precipitation bath, and a solid polymer network of the open pore sound absorber element is made from asymmetric intercommunicating open pore and capillary structure in the sound absorber element.

Description

Beschreibungdescription

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines schallgedämmten Sandwichelements für Verkehrsmittel.The present invention relates to a method for producing a soundproof sandwich panel for transportation.

Stand der TechnikState of the art

Schalldämmende Verkleidungen im Innenbereich von Schiffen, Zügen und Flugzeugen sind nach dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Diese Elemente müssen den wesentlichen Kriterien nach Festigkeit, geringem Gewicht, Chemikalienbeständigkeit, Brennbarkeit sowie Rauch- und Giftgasentwicklung und darüber hinaus, ein hohes Schalldämmmaß über den Frequenzbereich der anregenden Schallquelle, genügen.Sound-absorbing linings in the interior of ships, trains and aircraft are well known in the art. These elements must satisfy the essential criteria of strength, light weight, chemical resistance, flammability, and smoke and poison gas evolution, and moreover, a high level of sound insulation over the frequency range of the exciting sound source.

Die in der Sandwichbauweise hergestellte Verkleidungselemente, mit einem Wabenkernmaterial, werden beispielhaft durch die DE 10 2009 018 025 A1 beschrieben. Es ist mit beidseitig angeordneten Deckschichten versehen, welche ein Sandwichelement ergeben. In der DE3720371 wird ein Sandwichelement beschrieben, in welchem die Hohlräume der Wabenzellen mit einem schallabsorbierenden, gebrauchsfertigen, als Halbzeug verfügbaren Melaminschaumstoff, ausgefüllt sind.The sandwich panels manufactured with a honeycomb core material are exemplified by the DE 10 2009 018 025 A1 described. It is provided with cover layers arranged on both sides, which result in a sandwich element. In the DE3720371 describes a sandwich element in which the cavities of the honeycomb cells are filled with a sound-absorbing, ready-to-use, available as a semifinished melamine foam.

Die US 8235171B2 , US 2011/0073407A1 , US 7854298B2 , US 2008/0020176A1 , US 7510052B2 , WO 2006/107533A2 beschreiben beispielhaft Sandwichelemente, bei welchen eine sogenannte akustische Septum Kappe, jeweils in die Hohlräume der Wabenzellen eingebracht ist.The US 8235171B2 . US 2011 / 0073407A1 . US 7854298B2 . US 2008 / 0020176A1 . US 7510052B2 . WO 2006 / 107533A2 describe, by way of example, sandwich elements in which a so-called acoustic septum cap is introduced into the cavities of the honeycomb cells.

Die DE 2008017357A1 lehrt den Aufbau eines Wabenelements mit zwei Deckschichten wobei mindestens eine der beiden Deckschichten eine Mikroperforation aufweist. Die Schallisolation kann darüber hinaus durch eine zweite Maßnahme dergestalt gesteigert werden, dass in die offenen Wabenzellen diese zusätzlich mit schallabsorbierenden Material gefüllt werden. Dieses Material, als Halbzeug wie Schaumstoff oder Glaswolle verfügbar, wird wie durch die DE 3720371 A1 weiterhin gelehrt wird, mittels einer bürstenförmigen Vorrichtung in die Wabe eingeschoben. Die Schaumstoffschicht wird durch die relativen scharfen Ränder der Wabenstege zertrennt, sodass in jede Wabenzelle eine dieser Wabenzelle angepassten Schaumstoff-Säule eingeschoben werden kann.The DE 2008017357A1 teaches the construction of a honeycomb element with two cover layers wherein at least one of the two cover layers has a microperforation. In addition, the sound insulation can be increased by a second measure in such a way that they are additionally filled with sound-absorbing material in the open honeycomb cells. This material, available as a semi-finished product such as foam or glass wool, is made by the DE 3720371 A1 is further taught, inserted by means of a brush-shaped device in the honeycomb. The foam layer is severed by the relatively sharp edges of the honeycomb webs, so that in each honeycomb cell one of these honeycomb cells adapted foam column can be inserted.

In der US 8235171B2 wird das ausgestanzte Absorber Material (akustische Septum Kappe) ebenfalls nachträglich durch eine mechanische Hilfseinrichtung in die offene Wabenzelle eingeschoben.In the US 8235171B2 The punched absorber material (acoustic septum cap) is also subsequently inserted by a mechanical auxiliary device in the open honeycomb cell.

Eine weitere Möglichkeit die Schalldämmung von Sandwichelementen zu verbessern ist nach dem Stand der Technik dadurch gegeben, eine Mikroperforation der Deckschicht durchzuführen. Durch die Mikroperforation und dem eingeschlossenen Luftvolumen in der Wabenzelle, entsteht ein resonanzfähiges System.A further possibility to improve the sound insulation of sandwich elements is given in the prior art by performing a microperforation of the cover layer. The microperforation and trapped air volume in the honeycomb cell creates a resonant system.

Aufgabenstellungtask

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein verfahrenstechnisch verbessertes und günstig herstellbares Sandwichelement zu entwickeln, welches eine verbesserte Schalldämmung, insbesondere im Frequenzbereich von 100 Hz bis 2.000 Hz, bevorzugt im Bereich unter 500 Hz, aufweist. Darüber hinaus zumindest einen Teil der aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile nämlich, mechanische Stanz- oder Schneidvorgänge am Absorbermaterial, verbunden mit dem nachträglichen Einbringen in den offenen Wabenzellensteg durch einen Einpress- oder Einschiebevorgang, zu vereinfachen.The object of the present invention is to develop a procedurally improved and inexpensive to produce sandwich element, which has an improved sound insulation, in particular in the frequency range of 100 Hz to 2,000 Hz, preferably in the range below 500 Hz. In addition, at least some of the known from the prior art disadvantages namely, mechanical punching or cutting operations on the absorber material, combined with the subsequent introduction into the open honeycomb cell web by a press-fit or Einschiebevorgang to simplify.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die erfindungsgemäße schallgedämmte Sandwichelemente die Hohlraumbedämpfung der Wabenzellen durch einen porösen Absorber ermöglicht, welcher die notwendige Festigkeit verbunden mit einer hohe Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit aufweist. Darüber hinaus weitere, an das Absorberelement gestellten Anforderungen aus der Luftfahrtindustrie bezüglich seiner Entflammbarkeit, sowie seiner niedrigen Rauch- und Giftgaswerte, erfüllt.This object is achieved in that the sound-insulated sandwich panels of the invention allows the cavity damping of the honeycomb cells by a porous absorber, which has the necessary strength associated with a high temperature and chemical resistance. In addition, other demands on the absorber element from the aerospace industry regarding its flammability, as well as its low smoke and poison gas values, met.

Desweiteren, aufgabengemäß die aus dem Stand der Technik bekannten Methoden für das Einbringen des porösen Absorberelement in die Wabenzellen zu vereinfachen. Hierbei kann das Wabenzellensubstrat metallisch oder nichtmetallisch sein.Furthermore, according to the objects to simplify the methods known from the prior art for the introduction of the porous absorber element in the honeycomb cells. Here, the honeycomb cell substrate may be metallic or non-metallic.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch unterschiedliche Maßnahmen um eine Schalldämmumg im Bereich von 100 bis 2.000 Hz zu erreichen.The invention solves the problem by different measures to achieve a Schalldämmumg in the range of 100 to 2,000 Hz.

Die Aufgabe der Erfindung ist demnach, das poröse Absorbermaterial in-situ innerhalb der Wabenzelle zu erzeugen. Poröse oder permeable polymere Schichten können nach verschiedenen Herstellungsarten eingeteilt werden nämlich: geschäumte Schichten (chemisch- und physikalisch), mechanisch porosierte Schichten (Perforationsverfahren durch elektrostatische Spitzenentladung oder Plasmajet oder Recken/Splitten), Spezifische Verfahren (Matrix-Fibrillen-Konstruktion oder Einarbeiten löslicher Füllstoffe/Salze, oder selektive Verdampfung mit Polyaddition), koagulierte Schichten (Verdampfungskoagulation oder isothermische Koagulation von Dispersionen, oder ionische Koagulation von Dispersionen, oder Koagulation von Polymerlösungen im Fällbad).The object of the invention is thus to produce the porous absorber material in-situ within the honeycomb cell. Porous or permeable polymeric layers can be classified according to different types of fabrication, namely: foamed layers (chemical and physical), mechanically porous layers (electrostatic peak discharge perforation or plasma jet or stretching / splitting), specific processes (matrix-fibril construction or incorporation of soluble fillers / Salts, or selective evaporation with polyaddition), coagulated layers (evaporation coagulation or isothermal coagulation of dispersions, or ionic coagulation of dispersions, or coagulation of polymer solutions in the coagulation bath).

Überraschender Weise zeigte es sich, dass es möglich ist, eine Fällung von Polymerlösungen im Hohlraum der offenen Wabenzellenstege durchzuführen. Wenn die Polymerfällung im Fällbad erfolgt, spricht man von einer Phaseninversionsmethode, d. h. es erfolgt der Übergang von Sol- zum Gel. Hierbei erfolgt der Austausch des Lösungsmittel gegen ein Fällmittel wenn die Polymerlösung unverzüglich in ein Fällbad eintaucht. Vorteil dieses Verfahren ist die unbegrenzte Löslichkeit von Lösemittel und Fällmittel ineinander, wie es bei DMF und Wasser vorliegt. Die Gelbildung im Wabenzellensteg führt zur Ausbildung einer asymetrischen Porenstruktur, da sich beim Eintritt des Sol in das Fällmittel, eine Transportbarriere aufbaut, die das Diffundieren des Lösemittel in das Fällmittel bzw. des Fällmittels in das Sol behindert. Aus diesem Grund erfolgt die Fällung meist bei einem Zusatz von 20 bis 50% Lösemittel im Fällbad, um damit das Diffundieren des Lösungsmittel in das Fällmittel, zu steuern. Dieses Prinzip wird erfindungsgemäß bei der Herstellung offenporiger Absorbermaterialien ausgenutzt. Surprisingly, it has been found that it is possible to carry out a precipitation of polymer solutions in the cavity of the open honeycomb cell bars. If the polymer precipitation takes place in the precipitation bath, this is called a phase inversion method, ie the transition from sol to gel takes place. In this case, the replacement of the solvent takes place against a precipitant when the polymer solution is immediately immersed in a precipitation bath. The advantage of this process is the unlimited solubility of solvent and precipitant in one another, as is the case with DMF and water. The gel formation in the honeycomb cell web leads to the formation of an asymmetric pore structure, since, upon entry of the sol into the precipitant, a transport barrier builds up which impedes the diffusion of the solvent into the precipitant or the precipitant into the sol. For this reason, the precipitation usually takes place with an addition of 20 to 50% solvent in the precipitation bath in order to control the diffusion of the solvent into the precipitant. This principle is exploited according to the invention in the production of open-pored absorber materials.

Die für die Phaseninversion geeignete Polymere wie PS, PES, PPSU, PESU, PC, PMMA, PEO, PAN, PU werden unter Einwirkung von Lösemittel wie Acetone, CHCl 3, THF, Cyclohexane, Wasser, Touluene, Dimethylacetamid (DMAC), Dimethyformamid (DMF), N-Methylpyrrolidon (NMP), Tetrahydrofuran (THF), verwendet. Für die Phaseninversion bevorzugte Polymerlösungen sind PPSU/DMF und PESU/DMF. Eine Zurückgewinnung des Lösemittel kann durch Rektifikation erfolgen.The polymers suitable for phase inversion, such as PS, PES, PPSU, PESU, PC, PMMA, PEO, PAN, PU, are prepared by the action of solvents such as acetone, CHCl 3, THF, cyclohexanes, water, toluene, dimethylacetamide (DMAC), dimethylformamide ( DMF), N-methylpyrrolidone (NMP), tetrahydrofuran (THF). Preferred polymer solutions for phase inversion are PPSU / DMF and PESU / DMF. Recovery of the solvent can be done by rectification.

Die Phaseninversion dieser Polymerlösung, beispielhaft PPSU/DMF, wird durch Änderung des thermodynamischen Zustandes eingeleitet wie durch Verdunsten eines Teils des Lösungsmittel bzw. einer Lösungsmittelkomponente, durch Zugabe einer weiteren Komponente (Fällmittel) in die Lösung, oder durch eine Temperaturänderung. Beim Kontakt mit der Polymerlösung wird ein Stoffaustausch zwischen Lösungs- und Fällmittel ausgelöst, die eine Phasenseperation und die Koagulation des Polymers verursacht. Die Polymerlösung durchläuft bei der Strukturbildung des porösen Absorbermaterial nach Kesting/H.-D. Dörfler, Grenzflächen und Kolloidchemie, VCH Verlagsgesellschaft Weinheim, 1994 (Schematische Darstellung der Koagulation im Dreicksdiagramm für das Gemisch Polymer/Lösemittel/Fällmittel) folgenden Stufen: a) durch Überschreiten der Stabilitätsgrenze des ternären Systems DMF/Polymer/Wasser bilden sich schlagartig viele Flüssigkeitströpfchen aus, dabei baut das Polymer ein feines Netzwerk auf. b) Entstehung eines Hohlraumsystems wobei der lokal unterschiediche Stofftransport in das Innere der Lösung zu ungleichen Tröpfchenwachstum führt. Dabei entstehen größere Hohlräume. c) Beginn der Kapillarwirkung, Stofftransport erfolgt in den größeren Hohlräumen. d) Kapillarwachstum infolge Kontraktion des Polymernetzwerkes auf Grund der schnellen Diffusion des Lösungsmittel in die Kapillare im Vergleich zum Fällmittel aus den Kapillare in das Polymer, es erfolgt die Kontraktion des Polymer. e) Abbruch des Kapillarwachstum, dieser erfolgt durch den Konzentrationsausgleich zwischen Hohlräumen und Polymersubstanz.The phase inversion of this polymer solution, for example PPSU / DMF, is initiated by changing the thermodynamic state, such as by evaporation of a portion of the solvent or a solvent component, by adding another component (precipitant) to the solution, or by a temperature change. Upon contact with the polymer solution, a mass transfer between solvent and precipitant is initiated which causes phase separation and coagulation of the polymer. The polymer solution goes through in the structure formation of the porous absorber material Kesting / H.-D. Dörfler, Grenzflächen und Kolloidchemie, VCH Verlagsgesellschaft Weinheim, 1994 (Schematic representation of the coagulation in the Dreicks diagram for the mixture polymer / solvent / precipitant) following steps: a) by exceeding the stability limit of the ternary system DMF / polymer / water abruptly many liquid droplets are formed, whereby the polymer builds up a fine network. b) formation of a cavity system whereby the locally different mass transport into the interior of the solution leads to uneven droplet growth. This creates larger cavities. c) Beginning of the capillary action, mass transport takes place in the larger cavities. d) Capillary growth due to contraction of the polymer network due to the rapid diffusion of the solvent into the capillary compared to the precipitant from the capillary into the polymer, the contraction of the polymer takes place. e) termination of capillary growth, this is done by the concentration balance between cavities and polymer substance.

Diese beispielhafte PPSU/DMF Polmerschicht von miteinander kommunizierenden Poren und Kapillare, wird nur durch Fällung der Polymerlösung erreicht. Der Vorteil dieser so erhaltenen Schicht besteht darin, unabhängig von der Dicke der Schicht, Mikro- oder Makroporen (0.1 μm bis 50 μm und in Ausnahmefällen 500 μm und größer herzustellen. Ausschlaggebendes Kriterium für die Bildung mikroporöser Strukturen ist die Fällmittelempfindlichkeit, die bei Zugabe von geringen Wassermengen zur Entstehung von Assoziäten führt.This exemplary PPSU / DMF polymer layer of communicating pores and capillaries is achieved only by precipitation of the polymer solution. The advantage of this layer thus obtained is to produce micropores or macropores (0.1 μm to 50 μm and in exceptional cases 500 μm and larger, irrespective of the thickness of the layer.) The decisive criterion for the formation of microporous structures is the precipitant sensitivity which occurs when adding small quantities of water leads to the formation of associates.

Die Schalldämmung durch die poröse Absorbermaterialschicht in einem Wabenzellenhohlraum erfolgt durch die Ausbreitungsdämpfung des verwendeten Absorberelement. Die den Absorber durchdringende Schallwelle wird durch Dissipationseffekte an der inneren Oberfläche des porösen Materials abgeschwächt. Weiterhin liegt im Absorberelement bei niedrigen Frequenzen im Vergleich zu Luft eine kleinere Schallgeschwindigkeit vor. Dadurch werden die Schallwellen zur Normalen hin gebrochen und durch Umlenkungen im Hohlraum eine höhere Schalldämmung erzielt.The sound insulation through the porous absorber material layer in a honeycomb cell cavity is achieved by the propagation damping of the absorber element used. The absorber penetrating sound wave is attenuated by dissipation effects on the inner surface of the porous material. Furthermore, in the absorber element at low frequencies compared to air is a smaller sound velocity. As a result, the sound waves are refracted to normal and achieved by deflections in the cavity a higher sound insulation.

Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau des Sandwichelements werden unterschiedliche Maßnahmen für eine Schalldämmung kombiniert. Sandwichelement mit Doppelwand ohne Luftschicht zwischen Wand und porösem Absorberelement. Doppelwand mit einer Luftschicht in einem Hohlraum zwischen Wand und porösem Absorberelement. Doppelwand mit Luftschicht jeweils zwischen den Wänden und porösem Absorberelement befindlich.In the construction of the sandwich element according to the invention, different measures for sound insulation are combined. Sandwich panel with double wall without air layer between wall and porous absorber element. Double wall with an air layer in a cavity between wall and porous absorber element. Double wall with air layer in each case between the walls and porous absorber element located.

Das Sandwichelement besteht aus einer Honigwabenstruktur welche in situ mit einem porösen Absorbermaterial gefüllt ist und eine akustische Dämmwirkung bereitstellt. Die Stärke des Absorbers und offene Porosität wird beispielhaft durch Phaseninversion der Polymerlösung PPSU/DMF, PESU/DMF, PES/DMF, PS/DMF, bevorzugt PPSU/DMF, innerhalb der Wabenzellen erbracht.The sandwich element consists of a honeycomb structure which is filled in situ with a porous absorber material and provides an acoustic insulating effect. The thickness of the absorber and open porosity is exemplified by phase inversion of the polymer solution PPSU / DMF, PESU / DMF, PES / DMF, PS / DMF, preferably PPSU / DMF, within the honeycomb cells.

Die offene Honigwabenstruktur wird in eine, dem Sandwichelement angepasste Wanne mit Fällmittel, eingelegt. Diese Füllstandshöhe des Fällmittel in der Tauchwanne legt durch seine Füllstandshöhe in dem offenen Wabensteg, den unteren Abstand des porösen Absorbers mit seiner unteren Absorberschichtfläche, fest.The open honeycomb structure is placed in a pan with precipitant adapted to the sandwich element. This fill level of the precipitant in the dip pan determines by its level height in the open honeycomb web, the lower distance of the porous absorber with its lower absorber layer surface.

Die Polymerlösung PPSU/DMF kann in die offene Honigwabenstruktur durch Gießen, Sprühen, Rakeln oder Kapillarwirkung eingefüllt werden. Beim Kontakt der Polymerlösung und dem in der Wabenstruktur befindlichem Fällmittel erfolgt der Stoffaustausch zwischen Lösungs und Fällmittel schlagartig. Dies verursacht eine Phasenseperation und Koagulation des Polymers, die spontan zu einer Strukturbildung an der jeweiligen Kontaktfläche mit dem Fällbad, führt. The polymer solution PPSU / DMF can be filled into the open honeycomb structure by pouring, spraying, knife coating or capillary action. Upon contact of the polymer solution and the precipitant present in the honeycomb structure, the mass transfer between solvent and precipitant occurs abruptly. This causes a phase separation and coagulation of the polymer, which spontaneously leads to a structure formation at the respective contact surface with the precipitation bath.

Die Füllstandhöhe der Polymerlösung innerhalb der Wabenzellenstege ergibt die gewünschte, und einstellbare Dicke des Absorberelement.The level of the polymer solution within the honeycomb cell webs gives the desired and adjustable thickness of the absorber element.

Wird nun weiterhin die Oberfläche der sich in den oben offenen Wabenzellen befindlichen Polymerlösung mit dem Fällmittel bespült, erfolgt von dort, d. h. nun beidseitig, die Phasenseperation und Koagulation der Polymerlösung.If, furthermore, the surface of the polymer solution located in the open-top honeycomb cells is rinsed with the precipitant, then from there, d. H. now on both sides, the phase separation and coagulation of the polymer solution.

Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf die beschriebene Ausführungsform. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.The invention is not limited to the described embodiment. Further advantageous embodiments can be found in the dependent claims.

Ausführungsbeispieleembodiments

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert.The invention will be explained with reference to figures.

In 1 wird ein Sandwichelement (1) gezeigt in welchem die Wabenzellen (9) in situ durch Phaseninversion des offenporigen PPSU Polmymer ausgefüllt sind. Das Sandwichelement (1) besitzt eine untere (4) und eine obere (5) Deckschicht zwischen denen sich die Wabenkernschicht (3), als Wabenzellen (9) ausgebildet, befindet. Zwischen der oberen (5) und unteren (4) Deckschicht ist kein zusätzlicher Hohlraum eingestellt. Die obere Deckschicht (5) ist perforiert und ermöglicht einen Übergang der Luftschallwelle beim Übergang vom Medium Luft in das offenporige Absorberelement (6).In 1 becomes a sandwich element ( 1 ) in which the honeycomb cells ( 9 ) are filled in situ by phase inversion of the open cell PPSU Polmymer. The sandwich element ( 1 ) has a lower ( 4 ) and an upper ( 5 ) Cover layer between which the honeycomb core layer ( 3 ), as honeycomb cells ( 9 ) is formed. Between the upper ( 5 ) and lower ( 4 ) Cover layer is no additional cavity set. The upper cover layer ( 5 ) is perforated and allows a transition of the airborne sound wave in the transition from the medium air into the open-pore absorber element ( 6 ).

In 2 wird ein erfindungsgemäßes Sandwichelent (1) vorgeschlagen bei welchem sich zwischen der oberen Deckschicht (5) und der Oberfläche des offenporigen Absorberelement (6) ein Hohlraum aus einer ersten Luftzwischenschicht (7) befindet Die Luftschallwelle tritt durch die perforierte obere Deckschicht (5) in den ersten Hohlraum (7), dann in das offenporige Absorberelement (6), und weiter in die untere Deckschicht (4) ein.In 2 is a Sandwichelent invention ( 1 ) in which between the upper cover layer ( 5 ) and the surface of the open-pored absorber element ( 6 ) a cavity from a first intermediate air layer ( 7 The airborne sound wave passes through the perforated upper cover layer ( 5 ) in the first cavity ( 7 ), then into the open-pore absorber element ( 6 ), and further into the lower cover layer ( 4 ) one.

In 3) wird ein erfindungsgemäßes Sandwichelement (1) vorgeschlagen bei welchem sich zwischen der oberen Deckschicht (5) und der Oberfläche des offenporigen Absorberelement (6) ein Hohlraum, gebildet aus der Luftzwischenschicht (7), befindet. Ein zweiter Hohlraum, gebildet aus der Luftzwischenschicht (8), befindet sich zwischen der unteren Deckschicht (4) und des ihr zugewendeten, unteren offenporigen Fläche des Absorberelement (6). Die Luftschallwelle tritt durch die perforierte obere Deckschicht (5) in den oberen Hohlraum (7) und dann in das offenporige Absorberelement (6), durchdringt es und tritt in den darunter befindlichen zweiten Hohlraum (8) und seiner begrenzenden unteren Deckschicht (4) ein.In 3) is a sandwich element according to the invention ( 1 ) in which between the upper cover layer ( 5 ) and the surface of the open-pored absorber element ( 6 ) a cavity formed from the intermediate air layer ( 7 ) is located. A second cavity, formed from the intermediate air layer ( 8th ), is located between the lower cover layer ( 4 ) and its facing, lower open-pore surface of the absorber element ( 6 ). The airborne sound wave passes through the perforated upper cover layer ( 5 ) in the upper cavity ( 7 ) and then into the open-pored absorber element ( 6 ), penetrates it and enters the underlying second cavity ( 8th ) and its limiting lower surface layer ( 4 ) one.

Die Schalldämmung bei diesen Aufbau des Sandwichelement ist darin begründet, dass die Luftschallwelle den Widerstand beim Übergang vom Medium Luft in das Medium Deckschicht und wieder vom Medium Luft im Hohlraum, und dann weiter in das Medium Absorberelement, dem beschriebenen Aufbau entsprechend, überwinden muß. Hierdurch wird die Schalldämmung durch das Einbringen von schallabsorbierendem offenporigen Absorberelemente zusätzlich verbessert.The sound insulation in this structure of the sandwich element is due to the fact that the airborne sound wave must overcome the resistance in the transition from the medium air in the medium cover layer and again from the medium air in the cavity, and then further into the medium absorber element, the structure described. As a result, the sound insulation is additionally improved by the introduction of sound-absorbing open-pored absorber elements.

Die Steifigkeit bzw. Elastizität des offenporigen Absorberelement kann durch geeignete Auswahl von Dicke und E- Modul des Absorberelement in der Wabenzelle, eingestellt werden.The stiffness or elasticity of the open-pored absorber element can be adjusted by suitable selection of thickness and modulus of elasticity of the absorber element in the honeycomb cell.

Eine weitere Variante ist es, MWCNT (Multi Wall Carbon Nanotubes) aber auch andere beispielhafte nanoskalige Partikel wie Aluminium Oxid, Antimon Zinn-Oxid, Bismth (III) Oxid, Zink-Oxid, Silikon Carbide, Nanoclay (Montmorillonite Clay), Bariumsulfat in den gelösten Polymer zu Dispergieren. Hierdurch können elektrische Leitfähigkeit, Frequenzabschirmung, Mikrowellen Absorption und Transmission im G; C; J; X; P; K und Ka-Band im offenporigen Absorberelement eingestellt werden.Another variant is MWCNT (Multi Wall Carbon Nanotubes) but also other exemplary nanoscale particles such as Aluminum Oxide, Antimony Tin Oxide, Bismth (III) Oxide, Zinc Oxide, Silicon Carbide, Nanoclay (Montmorillonite Clay), Barium Sulfate in the Dispersed polymer to disperse. This allows electrical conductivity, frequency shielding, microwave absorption and transmission in G; C; J; X; P; K and Ka band can be adjusted in the open-pored absorber element.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Sandwichelementsandwich element
22
Wabenwandung/WabenzellenstegWabenwandung / honeycomb cells Steg
33
WabenkernschichtHoneycomb core layer
44
Deckschicht untenTop layer below
55
Deckschicht oben (perforiert)Top layer (perforated)
66
Schall-Absorberelement (offenporig)Sound absorber element (open-pored)
77
Luftzwischenschicht (erste)Intermediate air layer (first)
88th
Luftzwischenschicht (zweite)Intermediate air layer (second)
99
Offene WabenzellenOpen honeycomb cells

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (9)

Sandwichelement (1) zur schalldämmenden Verkleidung im Innenbereich von Verkehrsmitteln mit einer Wabenkernschicht (3), welche eine beidseitig angeordnete Deckschicht (4 und 5) aufweist, wobei mindestens eine dieser Deckschichten perforiert ist (5), und sich innerhalb der Wabenzellen (9) ein offenporiges Schallabsorberelement (6) befindet dadurch gekennzeichnet, dass durch Koagulation einer Polymerlösung im Fällbad, in situ im Hohlraum der nach oben offenen, aber durch die Wabenzellenstegwände (2) seitlich begrenzt, dieses Absorberelement erzeugt wird, die Polymerfällung im Fällbad erfolgt, und damit ein festes Polymernetzwerk des offenporigen Schallabsorberelement (6), bestehend aus asymetrischer miteinander kommunizierender offener Poren- und Kapillarstruktur im Schallabsorberelement (6), hergestellt wird.Sandwich element ( 1 ) to the soundproof lining in the interior of vehicles with a honeycomb core layer ( 3 ), which has a cover layer arranged on both sides ( 4 and 5 ), wherein at least one of these cover layers is perforated ( 5 ), and within the honeycomb cells ( 9 ) an open-pored sound absorber element ( 6 ) is characterized in that by coagulation of a polymer solution in the precipitation bath, in situ in the cavity of the upwardly open, but by the honeycomb cell walls ( 2 ) is laterally limited, this absorber element is produced, the polymer precipitation takes place in the precipitation bath, and thus a solid polymer network of the open-pored sound absorption element ( 6 ), consisting of asymmetric open pore and capillary structure communicating with each other in the sound absorber element ( 6 ), will be produced. Sandwichelement (1) nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass die Phaseninversion d. h. Phasentrennung der ursprünglich homogenen Polymerlösung durch Temperaturwechsel d. h. thermisch induzierte Phasenseperation, oder durch Kontaktierung mit einem Nichtlösemittel in flüssiger oder einer Dampfphase erfolgt.Sandwich element ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the phase inversion that is phase separation of the originally homogeneous polymer solution by temperature change ie thermally induced phase operation, or by contacting with a non-solvent in liquid or a vapor phase. Sandwichelement (1) nach Anspruch 1. und 2. dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbesserung der Chemikalien- und Temperaturbständigkeit sowie niedrigere Rauch- und Giftgaswerte durch die Verwendung von Polymerblends wie PPSU, PESO, PES und PS in DMF gelöst und vermischt, erfolgt.Sandwich element ( 1 ) according to claim 1 and 2, characterized in that to improve the chemical and Temperaturbständigkeit and lower smoke and poison gas values by the use of polymer blends such as PPSU, PESO, PES and PS dissolved in DMF and mixed takes place. Sandwichelement (1) nach Anspruch 1–3 dadurch gekennzeichnet, dass die Poren und Kapillarstruktur des Schallabsorberelement 0.1 μm bis 500 μm und in Ausnahmefällen über 500 μm liegen.Sandwich element ( 1 ) according to claims 1-3, characterized in that the pores and capillary structure of the sound absorbing element are 0.1 microns to 500 microns and in exceptional cases over 500 microns. Sandwichelement nach Anspruch 1–4 dadurch gekennzeichnet, dass das Sandwichelement mindesten eine Luftzwischenschicht zwischen der ersten perforierten Deckschicht und der Oberfläche des offenporigen Absorberelement besitzt.Sandwich element according to claim 1-4, characterized in that the sandwich element has at least one intermediate air layer between the first perforated cover layer and the surface of the open-pored absorber element. Sandwichelement (1) nach Anspruch 1–4 dadurch gekennzeichnet, dass das Sandwichelement (1) neben der perforierten Deckschicht (5) eine erste Luftschichtzwischenschicht (7) zur Oberfläche Absorberelement (6) besitzt, und eine zweite Luftschichtzwischenschicht (8) zwischen der unteren begrenzenden Fläche des Absorberelements und der zweiten Deckschicht (4), aufweist.Sandwich element ( 1 ) according to claims 1-4, characterized in that the sandwich element ( 1 ) next to the perforated top layer ( 5 ) a first air layer intermediate layer ( 7 ) to the surface absorber element ( 6 ), and a second air layer interlayer ( 8th ) between the lower limiting surface of the absorber element and the second cover layer ( 4 ), having. Sandwichelement (1) nach Anspruch 1–6 dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des offenporigen Absorberelement in den wabenartigen offenen Zellen (9) durch die Füllstandshöhe des Fällmitels in der Wabenzellensteg (2) und der dort eingebrachten Polymerlösung festgelegt wird.Sandwich element ( 1 ) according to claims 1-6, characterized in that the thickness of the open-pore absorber element in the honeycomb-like open cells ( 9 ) by the filling level of the precipitant in the honeycomb cell web ( 2 ) and the polymer solution introduced there. Sandwichelement nach Anspruch 1–7 dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerlösung in die offenen Wabenzellen (9) durch Gießen, Sprühen, Rakeln oder durch Kapillarwirkung eingebracht wird.Sandwich element according to claim 1-7, characterized in that the polymer solution in the open honeycomb cells ( 9 ) is introduced by pouring, spraying, knife coating or by capillary action. Verwendung eines schallgedämpften Sandwichelement (1) nach Anspruch 1–8 für Verkehrsmittel dadurch gekennzeichnet, dass die Wabenzellenstegwände (2) der Wabenzellen (9) aus einem metallischen oder nichtmetallischen Werkstoff hergestellt sind.Use of a sound-damped sandwich element ( 1 ) according to claim 1-8 for means of transport, characterized in that the honeycomb cell web walls ( 2 ) of the honeycomb cells ( 9 ) are made of a metallic or non-metallic material.
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