DE10231171A1

DE10231171A1 - Schalldämpfungsabdeckung

Info

Publication number: DE10231171A1
Application number: DE10231171A
Authority: DE
Inventors: Shinji Miyakawa; Satoshi Uematsu
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-07-11
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2003-01-30
Anticipated expiration: 2022-07-11
Also published as: DE10231171B4; JP3833909B2; JP2003029765A; US20030010566A1; US6619425B2

Abstract

Eine Schalldämpfungsabdeckung hat eine Abdichtlage, eine Schallisolationslage und eine Schwingungshemmlage. Die Schallisolationslage hat einen Umfangsabschnitt und ist so angeordnet, dass zumindest der Umfangsabschnitt mit einer Geräuschquelle in Kontakt steht, und sie ist elastisch. Die Schallisolationslage ist in der Form einer harten Platte ausgebildet, hat einen an der Geräuschquelle zu befestigenden Einbauabschnitt und ist so angeordnet, dass sie die Abdichtlage bedeckt. Die Schwingungshemmlage ist zumindest an einem Teil einer Grenzfläche zwischen der Abdichtlage und der Schallisolationslage so angeordnet, dass sie an der Schallisolationslage angeheftet ist, und sie hemmt das Schwingen der Schallisolationslage.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schalldämpfungsabdeckung, die an einer Schallquelle oder Geräuschquelle wie beispielsweise an einem Einlasskrümmer eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist und die den Schall dämpfen kann, indem der durch die Schallquelle erzeugte Schall isoliert wird.
Kraftfahrzeuge weisen viele schwingende Bauteile auf, von denen die Motoren die wichtigsten derartiger Bauteile sind. Die Geräusche zu verringern, die durch deren Schwingungen erzeugt werden, ist eine der Aufgaben von Kraftfahrzeugingenieuren. Folglich wurden Schalldämpfungsabdeckungen angeordnet, die die Schallquellen bedecken. Beispielsweise ist in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 10-25 352 eine Schalldämpfungsabdeckung offenbart, die durch eine harte Schallisolationslage und eine Schallabsorptionslage gebildet ist. Die harte Schallisolationslage ist aus einer Harz- oder Stahlplatte ausgebildet. Die Schallabsorptionslage ist an einer der entgegengesetzten Oberflächen der Schallisolationslage aufgeschichtet, die einer Schallquelle zugewandt ist, und ist aus einer Polymerschaumsubstanz ausgebildet. Bei dieser Schalldämpfungsabdeckung isoliert die Schallisolationslage den von der Schallquelle kommenden Schall und die Schallabsorptionslage absorbiert den von der Schallquelle kommenden Schall.
Das heisst die von der Geräuschquelle erzeugten Schallwellen werden durch die Schallabsorptionslage bis zu einem gewissen Maße absorbiert, wenn sie durch die Schallabsorptionslage treten. Der Rest der Schallwellen, der nicht absorbiert worden ist, trifft an der Schallisolationslage ein. Da es für die Schallwellen schwierig ist, durch die harte Schallisolationslage zu dringen, werden die Schallwellen an der Schallisolationslage reflektiert und treten erneut durch die Schallabsorptionslage. Daher werden die Schallwellen wiederholt zwischen der Geräuschquelle und der Schallisolationslage reflektiert, so dass sie jedesmal absorbiert werden, wenn sie durch die Schallabsorptionslage treten. Demgemäß ist es möglich, wirkungsvoll eine Schalldämpfung auszuführen.
Darüber hinaus ist in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 9-134 179 eine andere Schalldämpfungsabdeckung offenbart. Bei dieser Schalldämpfungsabdeckung ist eine Schallabsorptionslage so ausgebildet, dass sie einem äußeren Aufbau einer Geräuschquelle konform ist. Darüber hinaus ist die Schallabsorptionslage so angeordnet, dass sie an der Geräuschquelle angeheftet ist. Wenn die Schallabsorptionslage somit an der Geräuschquelle angeheftet ist, ergibt sich kein Zwischenraum zwischen der Schalldämpfungsabdeckung und der Geräuschquelle. Folglich ist es möglich, die Geräusche an einem Austreten durch einen derartigen Zwischenraum zu hindern.
Da jedoch die Schallisolationslage üblicherweise in harter Plattenform ausgebildet ist, ergibt sich ein Nachteil dahingehend, dass die Schallisolationslage selbst zu einer Geräuschquelle wird, wenn sie schwingt. Folglich ist die Schallabsorptionslage dicker gestaltet worden, so dass verhindert wird, dass die Schallwellen die Schallisolationslage erreichen und die Schallisolationslage in Schwingung versetzen. Darüber hinaus ist die Schallisolationslage an der Geräuschquelle mittels eines Schwingungsisolationsbauteils wie beispielsweise eine Gummihalterung, eine Aufhängung und dergleichen befestigt worden, um so ein Schwingen der Schallisolationslage weniger wahrscheinlich zu gestalten.
Jedoch war es bei herkömmlichen Schalldämpfungsabdeckungen schwierig, die Schallisolationslagen vor einem Schwingen sicher so zu bewahren, dass die Schallisolationslagen an sich keine Geräuschquelle in einem Fall bilden, bei dem die Geräuschquelle beträchtlich schwingt. Darüber hinaus nimmt, wenn die herkömmlichen Schalldämpfungsabdeckungen an der Geräuschquelle mittels eines Schwingungsisolationsbauteils wie beispielsweise eine Gummihalterung, eine Aufhängung und dergleichen befestigt sind, die Anzahl an Bauteilen um die Anzahl der Schwingungsisolationsbauteile zu und gleichzeitig nimmt die erforderliche Arbeitszeit für den Zusammenbau zu. Demgemäß ergibt sich ein Problem dahingehend, dass die Herstellkosten ansteigen.
Außerdem ist es in einem Fall, bei dem die herkömmlichen Schalldämpfungsabdeckungen mittels eines Schwingungsisolationsbauteils befestigt werden, erforderlich gewesen, einen Raum vorzusehen, der die Höhe des Schwingungsisolationsbauteils oder mehr einnimmt. Folglich ergab sich ein Problem dahingehend, dass die Zusammenbautätigkeit nachteilhaft beeinflußt war.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die vorstehend dargelegten Umstände entwickelt worden. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schalldämpfungsabdeckung zu schaffen, die bei verringerten Kosten hergestellt werden kann und die auf den beim Zusammenbau erforderlichen zusätzlichen Raum verzichten kann und die gleichzeitig verhindern kann, dass eine Schallisolationslage selbst zu einer Geräuschquelle wird.
Eine Schalldämpfungsabdeckung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die vorstehend erwähnten Probleme lösen und weist folgendes auf: eine Abdichtlage mit einem Umfangsabschnitt, die so angeordnet wird, dass zumindest der Umfangsabschnitt mit einer Geräuschquelle in Kontakt steht, und die eine Elastizität aufzeigt; eine Schallisolationslage, die in Form einer harten Platte ausgebildet ist und einen Einbauabschnitt hat, der an der Geräuschquelle befestigt wird, und die so angeordnet ist, dass die Abdichtlage bedeckt ist; und eine Schwingungshemmlage, die zumindest an einem Teil einer Grenzfläche zwischen der Abdichtlage und der Schallisolationslage so angeordnet ist, dass sie an der Schallisolationslage anhaftet, und die das Schwingen der Schallisolationslage hemmt.
Vorzugsweise kann die Abdichtlage aus einem Polyurethanschaum ausgebildet sein und kann einen Verbindungsabschnitt haben, an dem die Abdichtlage und die Schallisolationslage an einem Außenumfangsende von ihm verbunden sind.
Die Abdichtlage kann wunschgemäß eine derartige Eigenschaft haben, dass die Verdichtungshärte in einen Bereich von 100 bis 1000 N/314 cm² (d. h. von 3,185 × 10³ bis 3,185 × 10⁴ N/m² ungefähr) fällt. Darüber hinaus kann die Schwingungshemmlage wunschgemäß derartige Eigenschaften haben, dass ein statisches elastisches Schermodul in den Bereich von 4 bis 20 kgf/cm² (d. h. ungefähr von 3,923 × 10⁵ bis 1,961 × 10⁶ N/m²) fällt und ein Verlustfaktor in einen Bereich 0,03 oder mehr fällt.
Das heisst es ist gemäß der vorliegenden Schalldämpfungsabdeckung nicht nur möglich, eine Gummihalterung, eine Aufhängung oder dergleichen wegzulassen, sondern außerdem zu verhindern, dass die Schallisolationslage selbst zu einer Geräuschquelle wird. Daher ist es möglich, die Anzahl an Bauteilen bei der Baugruppe außerordentlich zu verringern und ebenfalls die dafür erforderliche Arbeitszeit zu verringern. Somit ist es möglich, die vorliegende Schalldämpfungsabdeckung bei geringeren Kosten herzustellen.
Die vorliegende Erfindung und viele ihrer Vorteile ist in der nachstehend aufgeführten detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich.
Fig. 1 zeigt eine Hauptquerschnittsansicht zur Darstellung einer Schalldämpfungsabdeckung bei einem erfindungsgemäßen Beispiel.
Fig. 2 zeigt eine erläuternde perspektivische Ansicht zur Darstellung der Schalldämpfungsabdeckung des erfindungsgemäßen Beispiels im Betrieb.
Fig. 3 zeigt eine Hauptquerschnittsansicht von Fig. 2.
Fig. 4 zeigt eine grafische Darstellung der Beziehungen zwischen den Frequenzen und den Schwingungsbeschleunigungshöhen, die von dem Beispiel und den Vergleichsbeispielen aufgezeigt werden.
Nach der vorstehend dargelegten allgemeinen Beschreibung der Erfindung ist diese anhand spezifischer bevorzugter Ausführungsbeispiele nachstehend ausführlicher dargelegt, die lediglich dem Zwecke der Veranschaulichung dienen und keineswegs den Umfang der beigefügten Ansprüche beschränken sollen.
Bei der Schalldämpfungsabdeckung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Abdichtlage so angeordnet, dass zumindest der Umfangsabschnitt mit der Geräuschquelle in Kontakt steht. D. h., da die Abdichtlage mit der Geräuschquelle zumindest an dem gesamten Umfang in Kontakt steht, gibt es kein Austreten der Geräusche. Da des weiteren die Oberfläche der Abdichtlage mit der harten Schallisolationslage bedeckt ist, werden die von der Geräuschquelle kommenden Geräusche durch die Schallisolationslage isoliert. Darüber hinaus ist die Schwingungshemmlage so angeordnet, dass sie an der Schallisolationslage angeheftet ist. Selbst wenn die Schallisolationslage zu einem Schwingen durch die Schwingungen der Geräuschquelle neigt, hemmt daher die Schwingungshemmlage das Schwingen der Schallisolationslage. Daher wird verhindert, dass die Schallisolationslage selbst zu einer Geräuschquelle wird. Auf Grund des synergetischen Effektes dieser Vorgänge zeigt die vorliegende Schalldämpfungsabdeckung einen hohen Schalldämpfungseffekt.
Die Abdichtlage kann eine derartige Abdichtfunktion haben, dass sie verhindert, dass die Schallwellen nach außen entweichen. Die Abdichtlage kann aus einer Vielzahl an elastischen Substanzen ausgebildet sein. Jedoch kann die Abdichtlage wunschgemäß aus einer Polymerschaumsubstanz oder einer porösen Substanz ausgebildet sein. Die Polymerschaumsubstanz kann Schaumgummi, geschäumtes Urethan, Polyethylenschaum, Polypropylenschaum und dergleichen sein. Die poröse Substanz kann ein nicht gewebtes Textilstück und dergleichen sein. Wenn die Abdichtlage aus einer derartigen Polymerschaumsubstanz oder porösen Substanz ausgebildet ist, ist es möglich, dass sie die Abdichtlagenfunktion als eine Schallabsorbierlage hat. Folglich wird der Schalldämpfungseffekt weiter verbessert. Darüber hinaus ist es ausreichend, dass die Abdichtlage mit der Geräuschquelle zumindest an dem Umfangsabschnitt in Kontakt steht. Jedoch ist es besonders wünschenswert, die Abdichtlage so anzuordnen, dass ihre gesamte Oberfläche mit der Geräuschquelle in Kontakt stehen kann.
Außerdem kann die Abdichtlage wunschgemäß eine derartige Eigenschaft haben, dass die Kompressionshärte in einen Bereich von 1 bis 1000 N/314 cm² fällt. Diese Kompressionshärte ist im japanischen Industriestandard (nachstehend als JIS abgekürzt) K6401 definiert. Wenn die Kompressionshärte daran angepasst ist, dass sie in den Bereich von 100 bis 1000 N/314 cm² fällt, zeigt die Abdichtlage eine geeignete Kompressionsfähigkeit. Daher ist es möglich, die Abdichtlage ohne weiteres so anzuordnen, dass sie durch die Kompressionsverformung mit der Oberfläche der Geräuschquelle konform ist. Demgemäß ist es möglich, ein Auftreten eines Zwischenraums zwischen der Abdichtlage und der Geräuschquelle zu verhindern. Wenn die Kompressionshärte geringer als 100 N/314 cm² ist, ist es wahrscheinlich, dass die Schallwellen durch die Abdichtlage treten, so dass ein Nachteil dahingehend auftreten kann, dass der Schall in einem Fall austritt, bei dem die Abdichtlage aus geschäumten Polyurethan ausgebildet ist. Wenn andererseits die Kompressionshärte 1000 N/314 cm²überschreitet, kann es sein, dass die sich ergebende Abdichtlage keine geeignete Kompressionsfähigkeit hat, so dass es weniger wahrscheinlich ist, dass sie sich verformt. Folglich kann es bei einer derartigen Abdichtlage schwierig sein, die Schwankungen bei den Abmessungen und die Schwankungen bei den Positionen während des Zusammenbauvorgangs zu absorbieren. Somit ist es wahrscheinlich, dass ein Zwischenraum zwischen der Abdichtlage und der Geräuschquelle auftritt.
Die Abdichtlage kann wunschgemäß eine Dicke von 3 mm oder mehr haben. Wenn die Dicke der Abdichtlage dünner als 3 mm ist, kann ein Fall auftreten, bei dem ein Zwischenraum zwischen der sich ergebenden Abdichtlage und der Geräuschquelle auf Grund des Fehlens der Kompression auftritt. Der obere Grenzwert der Dicke ist nicht speziell beschränkt. Jedoch ist es üblicherweise ausreichend, dass die Dicke so sein kann, dass sie in einen Bereich von 3 bis 30 mm fällt.
Was die Schallisolationslage anbelangt, die so geschichtet ist, dass sie die Abdichtlage bedeckt, ist eine Anwendung eines harten plattenförmigen Elementes möglich, das aus einer Harzplatte oder einer Metallplatte hergestellt ist. Es ist erforderlich, dass die Schallisolationslage eine Masse im Hinblick auf ihre Einheitsoberfläche hat, die bis zu einem gewissen Maße groß ist. Da die Form der Schallisolationslage durch den Aufbau der Schallquellen und die Konturen der Verkleidungsräume bestimmt wird, ist sie ansonsten nicht speziell beschränkt.
Die Schallisolationslage hat den Einbauabschnitt, der an der Geräuschquelle befestigt wird. Folglich ist es möglich, die Schallhemmlage zu befestigen, indem die harte Schallisolationslage an der Geräuschquelle befestigt wird. Da außerdem die Schallisolationslage die Abdichtlage zusammendrückt, ist es möglich, die vorliegende Schalldämpfungsabdeckung in einem Zustand zu befestigen, bei dem kein Zwischenraum zwischen der Geräuschquelle und der Abdichtlage auftritt. Solange die Schallisolationslage direkt an der Geräuschquelle befestigt werden kann, ist der Einbauabschnitt nicht speziell auf eine Einrichtung wie beispielsweise eine Form, die mechanisch mit der Geräuschquelle in Eingriff gebracht werden kann, ein Schraubenloch und dergleichen beschränkt. Selbst wenn die Schallisotationslage direkt an der Geräuschquelle in einer derartigen Weise befestigt wird, ist es bei der vorliegenden Schalldämpfungsabdeckung möglich, ein Schwingen der Schallisolationslage wirkungsvoll zu verhindern, da die Schwingungshemmlage vorhanden ist.
Wunschgemäß ist die Schallisolationslage mit der Abdichtlage verbunden. Wenn die Schallisolationslage nicht mit der Abdichtlage verbunden ist, kann ein Fall auftreten, bei dem ein Zwischenraum zwischen der Schallisolationslage und der Abdichtlage durch eine Verschlechterung und dergleichen auftritt, so dass der Schall durch den Zwischenraum austritt, oder es kann ein Fall auftreten, bei dem die Schallwellen in den Zwischenraum eindringen, so dass die Schallisolationslage schwingt und einen Sekundärstrahlungsschall erzeugt. Im Hinblick darauf ist es erwünscht, dass die vorliegende Schalldämpfungsabdeckung einen Verbindungsabschnitt hat, an dem die Abdichtlage und die Schallisolationslage an seinem Außenumfangsende verbunden sind. Wenn die vorliegende Schalldämpfungsabdeckung einen derartigen Verbindungsabschnitt an dem Außenumfangsende hat, an dem die Abdichtlage und die Schallisolationslage verbunden werden, ist es möglich, die Schwingungshemmlage zwischen der Abdichtlage und der Schallisolationslage zu halten. Demgemäß ist es nicht erforderlich, die Verbindungsfestigkeit zwischen der Schallisolationslage und der Schwingungshemmlage oder die Verbindungsfestigkeit zwischen der Schwingungshemmlage und der Abdichtlage stark zu vergrößern. Alternativ ist es bei bestimmten Fällen möglich, auf das Verbinden dieser Bauelemente zu verzichten. Somit ist es möglich, die Voranheftbehandlungen wie beispielsweise ein Sandstrahlen und dergleichen zu vermeiden. Daher ist es möglich, die vorliegende Schalldämpfungsabdeckung durch die Verringerung der erforderlichen Arbeitszeit weniger kostspielig zu gestalten.
Wenn die Abdichtlage mit der Schallisolationslage verbunden wird, ist es möglich, die Abdichtlage, die zuvor in vorbestimmter Form ausgebildet worden ist, an der Schallisolationslage anzuheften oder zu schweissen. Jedoch wird ein Anordnen der Schallisolationslage in einer Form und dann ein Ausbilden der Abdichtlage einstückig mit dieser in der Form bevorzugt. Wenn dies der Fall ist, ist ein Anwenden von Urethan mit einem günstigen Haftvermögen und ein Ausbilden der Abdichtlage aus Polyurethanschaum erwünscht.
Die Schwingungshemmlage ist ein Bauelement, das eine Funktion zum Hemmen des Schwingens der Schallisolationslage hat. Es ist möglich, die Schwingungshemmlage aus Gummi, einem Asphaltblatt und dergleichen auszubilden. Die Schwingungshemmlage kann an einem Abschnitt der Schallisolationslage ausgebildet sein oder sie kann an der gesamten Oberfläche der Schallisolationslage ausgebildet sein. Im erstgenannten Fall wird die Abdichtlage größtenteils an der Oberfläche der Schallisolationslage ausgebildet und sie wird teilweise an der Oberfläche der Schwingungsisolationslage ausgebildet. Im letztgenannten Fall wird die Abdichtlage an der Oberfläche der Schwingungshemmlage ausgebildet.
Die Schwingungshemmlage kann wunschgemäß einen statischen elastischen Schermodus haben, der in einen Bereich von 4 bis 20 kgf/cm² fällt. Dieser statische elastische Schermodul (static shear elastic modulus) ist in JIS K6254 definiert. Wenn der Bereich von 4 bis 20 kgf/cm² angewendet wird, ist es möglich, eine günstige Schwingungshemmfähigkeit für die vorliegende Schalldämpfungsabdeckung sicher zu stellen. Wenn der Wert geringer als 4 kgf/cm² ist, kann es sein, dass die sich ergebende Schwingungshemmlage keine geeignete Schwingungshemmfähigkeit hat. Wenn der Wert größer als 20 kgf/cm² ist, kann ein Fall auftreten, bei dem das Ausbilden der Schwingungshemmlage aus Gummi auf Grund der Verschlechterung der Fließfähigkeit des Gummis schwierig ist.
Darüber hinaus kann die Schwingungshemmlage wunschgemäß einen Verlustfaktor aufzeigen, der in einen Bereich von 0,03 und mehr fällt. Dieser Verlustfaktor (loss factor) ist in JIS K6385 definiert. Wenn ein Verlustfaktor von 0,03 oder mehr aufgegriffen wird, ist ein Sicherstellen einer günstigen Schwingungshemmfähigkeit für die vorliegende Schalldämpfungsabdeckung möglich. Wenn der Wert geringer als 0,03 ist, kann es sein, dass die sich ergebende Schwingungshemmlage keine geeignete Schwingungshemmfähigkeit hat, so dass die Schallisolationslage selbst zu einer Geräuschquelle werden kann.
Wenn die Schwingungshemmlage so angeordnet ist, dass sie von dem Außenumfangsende der vorliegenden Schalldämpfungsabdeckung in hohem Maße freigesetzt ist, ist ein Verhindern eines Herunterfallens der Schwingungshemmlage notwendig. Darüber hinaus ist es, da es erforderlich ist, dass die Schwingungshemmlage an der Schallisolationslage anhaftet, erwünscht, die Schwingungshemmlage mit der Schallisolationslage zu verbinden. Wenn beispielsweise die Schwingungshemmlage aus Gummi ausgebildet ist, ist es möglich, die Schwingungshemmlage mit der Schallisolationslage durch ein Vulkanisieranheften bei dem Ausformen der Schwingungshemmlage zu verbinden. Außerdem kann, wenn die Schwingungshemmlage aus einem Asphaltblatt ausgebildet ist, die Schwingungshemmlage mit der Schallisolationslage durch ein Thermopressausbilden verbunden werden.
Wenn die Schwingungshemmlage so eingerichtet ist, dass sie von dem Außenumfangsende der vorliegenden Schalldämpfungsabdeckung in hohem Maße freigesetzt ist, kann ein Fall auftreten, bei dem der Zwischenraum, der zwischen der Schwingungshemmlage und der Abdichtlage auftritt, zu einer Ursache des Schallaustretens wird. Daher ist es erwünscht, dass die Schwingungshemmlage auch an der Abdichtlage anhaften kann. Wenn beispielsweise die Schwingungshemmlage aus Gummi ausgebildet ist und wenn die Abdichtlage aus geschäumten Polyurethan ausgebildet ist, ist es erwünscht, die Schwingungshemmlage zuvor auszubilden und danach die Oberfläche der Schwingungshemmlage durch ein Sandstrahlen und dergleichen aufzurauhen und danach die Abdichtlage auszubilden, indem ein Urethanexpansionsformen ausgeführt wird. Somit ist es möglich, die Schwingungshemmlage mit der Abdichtlage fest zu verbinden. Als ein Ergebnis ist es möglich, das Auftreten eines Zwischenraums zwischen der Schwingungshemmlage und der Abdichtlage zu verhindern.
Wenn jedoch die vorliegende Schalldämpfungsabdeckung so eingerichtet ist, dass sie einen Verbindungsabschnitt, an dem die Abdichtlage und die Schallisolationslage verbunden werden, an einem Außenumfangsende von ihr hat, ist es nicht erforderlich, wie dies vorstehend aufgeführt ist, die Verbindungsfestigkeit der Schallisolationslage und der Schwingungshemmlage oder die Verbindungsfestigkeit zwischen der Schwingungshemmlage und der Abdichtlage sehr stark zu vergrößern. Alternativ ist es in bestimmten Fällen möglich, das Verbinden dieser Bauelemente wegzulassen. Daher ist ein derartiger Aufbau besonders zu bevorzugen, da ein Herstellen der vorliegenden Schalldämpfungsabdeckung bei verringerten Herstellkosten möglich ist.
Die Schwingungshemmlage kann vorzugsweise eine Dicke von 2 mm oder mehr haben. Wenn die Dicke der Schwingungshemmlage dünner als 2 mm ist, kann die Schwingungshemmfähigkeit der sich ergebenden Schwingungshemmlage geringer werden. Der obere Grenzwert der Dicke ist nicht speziell begrenzt. Jedoch ist es üblicherweise ausreichend, wenn die Dicke in einen Bereich von 2 bis 10 mm fällt.
Die vorliegende Erfindung ist nachstehend detaillierter unter Bezugnahme auf ein Beispiel und auf ein Prüfmuster beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht von einer Schalldämpfungsabdeckung gemäß einem Beispiel. Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Schalldämpfungsabdeckung in Betrieb.
Fig. 3 zeigt eine Hauptquerschnittsansicht von Fig. 2. Die Schalldämpfungsabdeckung ist an einem Einlasskrümmer eines Kraftfahrzeugs befestigt.
Wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, hat die Schalldämpfungsabdeckung 1 eine Schallisolationslage 10, eine Schwingungshemmlage 11 und eine Abdichtlage 12. Die Schallisolationslage 10 ist aus einer beschichteten Stahlplatte hergestellt. Die Schwingungshemmlage 11 ist an einer der entgegengesetzten Oberflächen der Schallisolationslage 10 aufgeschichtet und ist aus Gummi hergestellt. Die Abdichtlage 12 ist an der entgegengesetzten Oberfläche der Schallisolationslage 10 und auch an einer der entgegengesetzten Oberflächen der Schwingungshemmlage 11 aufgeschichtet und ist aus geschäumten Polyurethan hergestellt.
Ein Herstellprozess für die Schalldämpfungsabdeckung ist nachstehend anstelle der detaillierten Beschreibung ihrer Anordnung beschrieben.
Zunächst wird eine Stahlplatte herausgestanzt und danach gepresst, wodurch die Schallisolationslage 10 mit einer vorbestimmten Form hergestellt ist. Die Schallisolationslage 10 hat eine Vielzahl an Flanschen 13 an ihrem Außenumfang. In den jeweiligen Flanschen 13 ist ein Schraubenloch 14 hindurchgebohrt.
Anschließend wird die Schallisolationslage 10 an einer vorbestimmten Position in einer Form zum Gummiausbilden angeordnet. Die Schwingungshemmlage 11 wird bei einer durchschnittlichen Dicke von 4 mm unter Anwendung von Naturkautschuk ausgebildet. Mit Ausnahme des Außenumfangsabschnitts der Schallisolationslage 10 wird die Schwingungshemmlage 11 im wesentlichen an der gesamten Oberfläche der Schallisolationslage 10 ausgebildet. Die Schwingungshemmlage 11 wird einstückig mit der Schallisolationslage 10 durch ein Vulkanisationsanheften verbunden. Es ist zu beachten, dass die Schwingungshemmlage 11 derartige Eigenschaften zeigt, dass das in JIS K6254 definierte statische elastische Schermodul 7 kgf/cm² beträgt (d. h. ungefähr 6,865 × 10⁵ N/m²) und der in JIS K6385 definierte Verlustfaktor 0,05 beträgt.
Dann wird die Schallisolationslage 10 mit der ausgebildeten Schwingungshemmlage 11 in einer Form für ein Expansionsformen angeordnet. Es werden die Rohmaterialien (d. h. ein Diisocyanatverbundstoff und ein Polyetherbasis-Polymerpolyol, Amin oder Wasser) für geschäumtes Polyurethanharz in die Form beschickt, um das Expansionsformen auszuführen, wodurch die Abdichtlage 12 ausgebildet wird. Die Abdichtlage 12 wird mit der Schallisolationslage 10 an ihrem Außenumfangsende (oder Umfangsabschnitt) einstückig verbunden und wird mit der Schwingungshemmlage 11 an den restlichen Abschnitten einstückig verbunden. Die Abdichtlage 12 wird so ausgebildet, dass sie eine Form hat, die mit der äußeren Form eines Einlasskrümmers 2 übereinstimmt, und hat derartige Eigenschaften, dass die in JIS K6400 definierte Kompressionshärte 250 N/314 cm² beträgt (d. h. 7,962 × 10³ N/m²).
Die somit hergestellte Schalldämpfungsabdeckung 1 wird an dem Einlasskrümmer 2 gemäß der Darstellung in Fig. 2 angeordnet und an dem Einlasskrümmer 2 durch Schrauben 20 (siehe Fig. 3) gemäß der Schraubenlöcher 14 zum Zwecke der Anwendung befestigt. Im befestigten Zustand steht gemäß Fig. 3 die Abdichtlage 12 mit den Flächen des Einlasskrümmers 2 in Kontakt. Somit ist kein Zwischenraum zwischen der Abdichtlage 12 und den Oberflächen des Einlasskrümmers 2 ausgebildet. Selbst wenn darüber hinaus ein Zwischenraum zwischen der Abdichtlage 12 und dem Einlasskrümmer 2 auftreten würde, wäre es möglich, ohne weiteres den Zwischenraum durch die Kompressionsverformung zu füllen, die sich aus dem Befestigen der Schallisolationslage 10 mit den Schrauben 20 ergibt, da die Abdichtlage 12 eine außerordentliche Kompressionsfähigkeit hat.
Da des weiteren die Schwingungshemmlage 11 die vorstehend beschriebenen charakteristischen Werte aufzeigt, wird das Schwingen der Schallisolationslage 10 in sehr geeigneter Weise gehemmt. Da daher bei der Schalldämpfungsabdeckung 1 gemäß diesem Beispiel die Abdichtlage 12 auch als Schallabsorbierlage wirkt, werden nicht nur der durch die Abdichtlage 12 aufgezeigte Schallabsorbiervorgang sondern auch der durch die Schallisolationslage 10 herbeigeführte Schallisolationsvorgang bewirkt. Selbst wenn darüber hinaus die Schallisolationslage 10 direkt an dem Einlasskrümmer 2 befestigt wird, so dass die Schwingungen des Einlasskrümmers 2 eine Übertragung zu der Schallisolationslage 10 anstreben, wird ein Schwingen der Schallisolationslage 10 durch einen Schwingungshemmvorgang gehemmt, der von der Schwingungshemmlage 11 ausgeführt wird. Somit wird verhindert, dass die Schallisolationslage 10 selbst zu einer Geräuschquelle wird. Da darüber hinaus ein Auftreten eines Zwischenraums zwischen der Abdichtlage 12 und dem Einlasskrümmer 2 verhindert wird, ergibt sich kein Nachteil dahingehend, dass die Geräusche durch einen derartigen Zwischenraum heraustreten.
Außerdem hat die Schwingungshemmlage 11 eine dünne Dicke und ist mit der Abdichtlage 12 bedeckt. Demgemäß hat die Schalldämpfungsabdeckung 1 gemäß diesem Beispiel eine Dicke, die derjenigen einer herkömmlichen Schalldämpfungsabdeckung gleich ist, die eine Schallisolationslage und eine Schallabsorbierlage lediglich als Ganzes hat. Darüber hinaus sind bei der Schalldämpfungsabdeckung 1 die schwingungshemmenden Bauteile wie beispielsweise Gummihalterungen, eine Aufhängung und dergleichen weggelassen worden, die zum Zusammenbauen der herkömmlichen Schalldämpfungsabdeckungen erforderlich waren, und sie kann demgemäß ohne diese Bauteile zusammengebaut werden. Folglich ist die Anzahl an Bauteilen geringer und der für den Zusammenbau erforderliche Arbeitsraum kann minimal gestaltet werden. Somit ist es möglich, die erforderliche Arbeitszeit außerordentlich zu verringern.
Nachstehend ist ein Prüfmuster beschrieben.
Die Schallisolationslage 10 der Schalldämpfungsabdeckung 1 gemäß dem vorstehend beschriebenen Beispiel wurde durch einen Hammer mit einer vorbestimmten Kraft geschlagen. Der Hammer wurde von der Leon Co., Ltd. hergestellt und es handelte sich um einen Hammer der Art "PH-51". Bei diesem Beispiel wurden die Schwingungen der Isolationslage 10 von einem Aufnehmer erfasst, wurden durch einen Ladungsverstärker verstärkt und wurden danach im Hinblick auf die g-Kraft "G" und die Schwingungskraft bei der Oberfläche der Schallisolationslage 10 und auch im Hinblick auf die jeweiligen Frequenzen durch eine Analysiereinrichtung gemessen. Der Aufnehmer wurde von der Endebco Co., Ltd. hergestellt und es handelte sich um einen Aufnehmer der Art "226C". Der Ladungsverstärker wurde von der B & K Co., Ltd. hergestellt und hatte den Handelsnamen "NEXUS". Die Analysiereinrichtung wurde von der LMS Co., Ltd. hergestellt und hatte den Handelsnamen "Cada-X". Bei den jeweiligen Frequenzen wurden die Quotienten, die durch ein Dividieren der jeweiligen g-Kräfte "G" bei der Oberfläche der Schallisolationslage 10 durch die jeweiligen daran wirkenden Schwingungskräfte dividiert wurden, als die Schwingungsbeschleunigungen berechnet. Fig. 4 zeigt die Ergebnisse.
Es ist zu beachten, dass zum Zwecke des Vergleichs die Messungen bei einem Fall (Vergleichsbeispiel 1), bei dem eine Schalldämpfungsabdeckung lediglich mit der Schallisolationslage 10 versehen war, und auch in einem anderen Fall (Vergleichsbeispiel 2) in ähnlicher Weise ausgeführt wurden, bei dem eine Schalldämpfungsabdeckung den gleichen Aufbau wie bei den vorstehend beschriebenen Beispielen mit der Ausnahme hatte, dass diese keine Schwingungshemmlage 11 hatte. Fig. 4 zeigt auch diese Ergebnisse.
Die grafische Darstellung von Fig. 4 besagt, dass je kleiner die Höhen der Spitzen der Schwingungsbeschleunigungen sind, die zu der Plusseite hin vorragen, desto höher ist die Schalldämpfungswirkung. D. h. da die Schalldämpfungsabdeckung von Vergleichsbeispiel 2 geringere Höhen der Spitzen, die zu der Plusseite hin vorragen, hat als jene, die von der Schalldämpfungsabdeckung von Vergleichsbeispiel 1 bewirkt werden, sollte verständlich sein, dass die Schalldämpfungswirkung bis zu einem gewissen Maße erzeugt wird, indem in einfacher Weise die Abdichtlage 12 ausgebildet wird. Jedoch zeigt die Schalldämpfungsabdeckung gemäß dem vorliegenden Beispiel viel geringere Höhen der Spitzen, die zu der Plusseite hin vorragen, als jene, die durch die Schalldämpfungsabdeckung von Vergleichsbeispiel 2 aufgezeigt werden. Darüber hinaus sollte beachtet werden, dass die Differenz insbesondere an der Seite der höheren Frequenz besonders bemerkbar ist. Somit ist es offensichtlich, dass der Vorteil sich aus dem Ausbilden der Schwingungshemmlage 11 ergibt.
Die Schalldämpfungsabdeckung hat die Abdichtlage, die Schallisolationslage und die Schwingungshemmlage. Die Schallisolationslage hat den Umfangsabschnitt und ist so angeordnet, dass zumindest der Umfangsabschnitt mit einer Geräuschquelle in Kontakt steht, und sie ist elastisch. Die Schallisolationslage ist in der Form einer harten Platte ausgebildet, hat den an der Geräuschquelle zu befestigenden Einbauabschnitt und ist so angeordnet, dass sie die Abdichtlage bedeckt. Die Schwingungshemmlage ist zumindest an einem Teil einer Grenzfläche zwischen der Abdichtlage und der Schallisolationslage so angeordnet, dass sie an der Schallisolationslage angeheftet ist, und sie hemmt das Schwingen der Schallisolationslage.
Nachdem die vorliegende Erfindung ausführlich beschrieben ist, sollte für Fachleute offensichtlich sein, dass viele Änderungen und Abwandlungen angefertigt werden können, ohne von den beigefügten Ansprüchen aufgeführten Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Schalldämpfungsabdeckung mit:
einer Abdichtlage mit einem Umfangsabschnitt, die so angeordnet wird, dass zumindest der Umfangsabschnitt mit einer Geräuschquelle in Kontakt steht, und die eine Elastizität aufzeigt;
einer Schallisolationslage, die in Form einer harten Platte ausgebildet ist und einen Einbauabschnitt hat, der an der Geräuschquelle befestigt wird, und die so angeordnet ist, dass die Abdichtlage bedeckt ist; und
einer Schwingungshemmlage, die zumindest an einem Teil einer Grenzfläche zwischen der Abdichtlage und der Schallisolationslage so angeordnet ist, dass sie an der Schallisolationslage anhaftet, und die das Schwingen der Schallisolationslage hemmt.

2. Schalldämpfungsabdeckung gemäß Anspruch 1, wobei die Abdichtlage aus Polyurethanschaum ausgebildet ist und einen Verbindungsabschnitt, an dem die Abdichtlage und die Schallisolationslage verbunden werden, an ihrem Außenumfangsende hat.

3. Schalldämpfungsabdeckung gemäß Anspruch 1, wobei die Abdichtlage eine derartige Eigenschaft zeigt, dass die Kompressionshärte in einen Bereich von 100 bis 1000 N/314 cm² fällt.

4. Schalldämpfungsabdeckung gemäß Anspruch 1, wobei die Schwingungshemmlage derartige Eigenschaften aufzeigt, dass der statische elastische Schermodul in einen Bereich von 4 bis 20 kgf/cm² fällt und ein Verlustfaktor in einen Bereich von 0,03 oder mehr fällt.

5. Schalldämpfungsabdeckung mit:
einer Abdichtlage mit einer oberen Fläche und einer Bodenfläche, die aus Polyurethanschaum ausgebildet ist und elastisch ist, wobei die Bodenfläche so angeordnet ist, dass sie an einer Geräuschquelle zumindest an einem Außenumfangsabschnitt von ihr anhaftet;
einer Schallisolationslage mit einer oberen Fläche und einer Bodenfläche, die aus einer harten Substanz in einer Plattenform ausgebildet ist und eine Vielzahl an Einbauabschnitten hat, die an der Geräuschquelle befestigt werden, wobei die Einbauabschnitte von einem Umfangsabschnitt der Schallisolationslage vorragen, wobei die Bodenfläche an einem Umfangsabschnitt der oberen Fläche der Abdichtlage anhaftet; und
einer Schwingungshemmlage mit einer oberen Fläche und einer Bodenfläche, die zwischen der Abdichtlage und der Schallisolationslage angeordnet ist und ein Schwingen der Schallisolationslage hemmt, wobei die obere Fläche an einem Innenabschnitt der Bodenfläche der Schallisolationslage anhaftet und die Bodenfläche an einem Innenabschnitt der oberen Fläche der Abdichtlage anhaftet.

6. Schalldämpfungsabdeckung gemäß Anspruch 5, wobei die Abdichtlage und die Schallisolationslage an ihren Umfangsabschnitten verbunden sind.

7. Schalldämpfungsabdeckung gemäß Anspruch 5, wobei die Abdichtlage eine derartige Eigenschaft aufzeigt, dass eine Kompressionshärte in einen Bereich von 100 bis 1000 N/314 cm² fällt.

8. Schalldämpfungsabdeckung gemäß Anspruch 5, wobei die Schwingungshemmlage derartige Eigenschaften aufzeigt, dass der statische elastische Schermodul in einen Bereich von 4 bis 20 kgf/cm² fällt und ein Verlustfaktor in einen Bereich von 0,03 oder mehr fällt.