DE19935596A1

DE19935596A1 - Akustisches Bauteil

Info

Publication number: DE19935596A1
Application number: DE1999135596
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Beckmann
Original assignee: Moeller Plast GmbH
Current assignee: Moeller Plast GmbH
Priority date: 1999-08-02
Filing date: 1999-08-02
Publication date: 2001-03-15
Also published as: EP1075165A2; JP2001095087A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein mehrlagig aufgebautes akustisches Bauteil, das in der Lage ist, mit seiner gesamten Oberfläche wie die Membran des Lautsprechers zu wirken. Das Bauteil weist einen akustikfähigen Schaumkern auf, z. B. aus PUR-Hartschaum. Der Schaumkern bildet eine Kernschicht, die in der Art einer Sandwichstruktur mit Faserplatten verstärkt ist. Auf diese Weise entsteht ein Bauteil, das die vorteilhaften akustischen Eigenschaften des PUR-Hartschaums mit der hohen mechanischen Festigkeit eines Sandwichbauteils aus Faserplatten in sich vereinigt. DOLLAR A Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen akustischen Bauteils.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft akustische Bauteile. Insbesondere betrifft die Erfindung ein akustisches Bauteil, das mehrlagig aufgebaut ist und eine akustik fähige Kernschicht aufweist, die zu akustischen Schwingungen anregbar und zur Abgabe von Schallwellen geeignet ist.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, aus PUR-Hartschaumplatten mit einer Plattenstärke zwischen ungefähr 5 mm und 10 mm großflächige Flachlautsprecher herzustellen. Die von einer Audioquelle zum Beispiel einem Radioempfänger oder einer HiFi-Anlage abgegebenen Audiosignale werden von einem Exciter umgewandelt und als Schwingungen an die Hartschaumplatte abgegeben, so daß die Hartschaumplatte mit ihrer gesamten Oberfläche als Schallquelle wirkt. Die Hartschaumplatten sind jedoch aufgrund ihrer Eigenschaften empfindlich gegen mechanische Belastungen wie Druck oder Biegung. Daher ist die Anwendung der Hartschaumplatten auf solche Einsatzfelder beschränkt, wo die genannten Bela stungen normalerweise nicht auftreten.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung ein akustisches Bauteil zu schaf fen, das einerseits ebenso wie Hartschaumplatten zu akustischen Schwingungen anregbar und zur Abgabe von Schallwellen geeignet ist und sich andererseits durch eine hohe mechanische Belastbarkeit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird durch ein Bauteil nach Anspruch 1 gelöst, das dadurch ge kennzeichnet ist, daß die Oberfläche der Kernschicht wenigstens teilweise mit ei ner faserverstärkten Materialschicht fest verbunden ist. Ein Vorteil des Bauteils ist, daß die Faserplatte der Kernschicht eine hohe mechanische Belastbarkeit ver leiht und gleichzeitig in der Lage ist, akustische Schwingungen der Kernschicht ungedämpft zu übertragen. Es ist im Bedarfsfall auch möglich, die Kernschicht beidseitig mit jeweils einer Faserplatte zu versehen, um die mechanische Stabilität des Bauteils weiter zu steigern oder die Kernschicht vor Kondenswasser, Kratzer, Schmutz oder dergleichen zu schützen.

Die Kernschicht kann aus einer PUR-Hartschaumplatte gebildet sein oder einer verdichteten Fasermatte. Beide Materialien sind akustikfähig, d. h. sie können aku stische Schwingungen ungedämpft und unverzerrt abgeben.

Im Hinblick auf einen niedrigen Verbrauch von erschöpfbaren Rohstoffen und günstige Recyclingeigenschaften ist es vorteilhaft, wenn die Fasern der Faser platte nachwachsende Naturfasern sind, wie zum Beispiel Flachs, Hanf, Jute, Kenaf, Nessel usw.

In bestimmten Anwendungsfällen kann es jedoch auch zweckmäßig sein Kunstfa sern zu verwenden, um die Eigenschaften der Faserplatte zu verändern.

Insbesondere können die akustischen Eigenschaften der Faserplatte verbessert werden, indem in die Oberfläche der Faserplatte hochfeste Fasern wie Kohlefa sern, Carbonfasern oder Glasfasern integriert werden.

Um dem Bauteil ein vielfältig veränderbares und optisch gefälliges äußeres Er scheinungsbild zu geben, kann das Bauteil auf dessen Sichtseite z. B. auch mit ei ner Metallplatte oder einer anderen Dekorschicht, wie z. B. Textil, Folie oder Le der, versehen sein.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines er findungsgemäßen akustischen Bauelementes anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 10 gelöst.

In der einzigen Figur der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungs gemäßen akustischen Bauelementes im Querschnitt dargestellt.

Die Figur zeigt einen Ausschnitt aus einem als Ganzes mit dem Bezugszeichen 1 bezeichneten akustischen Bauelement im Querschnitt. Die in der Figur gezeigte flache Form des Bauelementes ist nur ein Beispiel. Das erfindungsgemäße Bau lement kann auch geschwungene, gebogene, abgewinkelte und noch andere belie bige Formen annehmen, die an den jeweiligen Anwendungsfall angepaßt sind. Der Kürze halber wird im folgenden nur von "Platten" gesprochen, wobei jedoch auch stets alle anderen Formen umfaßt sein sollen, die das Bauteil annehmen kann.

Im Inneren des Bauelementes 1 ist ein Schaumkern 2 aus Polyurethan (PUR) an geordnet, der eine Kernschicht bildet. Der Schaumkern hat die Eigenschaft, daß er durch einen in der Figur nicht dargestellten Schwingungsgenerator, einen soge nannten Exciter, zu akustischen Schwingungen anregbar ist. Der Schaumkern 2 wirkt dann wie die Membran eines Lautsprechers.

Der Schaumkern 2 ist beidseitig mit Faserplatten 3 fest verbunden. Bei dem vor liegenden Ausführungsbeispiel sind die Fasern aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt, zum Beispiel Flachs, Hanf, Jute, Kenaf oder Nessel. Es ist aber auch möglich, bei der Herstellung der Faserplatten die Naturfasern ganz oder teilweise durch Kunstfasern zu ersetzen. Die Faserplatten 3 sind in jedem Fall so beschaf fen, daß sie Schallwellen im wesentlichen ungedämpft und urverzerrt weiterlei ten. Diese Eigenschaften können weiter dadurch verbessert werden, daß in die Fa serplatten ein- oder beidseitig Kohlefasern, Carbonfasern, Glasfasern oder andere klangverbessernde Materialien eingebunden werden. Die genannten Fasern kön nen z. B. in Form von Matten in die Faserplatten 3 integriert sein.

Schließlich ist das Bauteil noch mit einer Metallplatte 4 und/oder einer Dekor schicht 5 versehen, die dem Bauteil ein gefälliges optisches Aussehen verleiht. Die Dekorschicht kann bspw. aus Leder, textilem Gewebe oder einer Kunststoff Schicht hergestellt sein, die auf die Sichtseite der Faserplatte 3, vorzugsweise auf geklebt wird.

Das erfindungsgemäße Bauteil kann z. B. in Kraftfahrzeugen als Funktions- oder Dekorelement in den Seitentüren, der Mittelkonsole, der Instrumententafel, in Rückenlehnen oder Hutablagen verwendet werden, wobei das Bauteil gleichzeitig die Funktion eines Lautsprechers übernimmt. Auf diese Weise ergeben sich ganz neue Gestaltungsmöglichkeiten von Fahrzeuginnenräumen und deren Beschal tung. In ähnlicher Weise eröffnen sich neue Anwendungsfelder bei Möbeln, ins besondere für Verkleidungselemente von Fernseh- oder Phonomöbeln. Mit dem erfindungsgemäßen Bauteilen lassen sich großflächige Lautsprecher in Wohn räumen integrieren, ohne daß zusätzlicher Platzbedarf entsteht.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils wird als Kernschicht 2 anstelle des PUR-Hartschaums eine verdichtete Fasermatte verwendet. Die verdichtete Fasermatte ist aus demselben Material wie die Faser platte hergestellt, aber geringer verdichtet. Die verdichtete Fasermatte ist ebenso wie die PUR-Hartschaumplatte in der Lage, akustische Schwingungen abzugeben. Diese Ausführungsform des Bauteils hat den zusätzlichen Vorteil, daß es aus einer geringeren Anzahl von verschiedenen Materialien besteht und somit am Ende sei ner Lebensdauer einfacher wiederzuverwerten ist.

Das erfindungsgemäße Bauteil wird folgendermaßen hergestellt:

Eine Fasermatte, die mit Bindemitteln aus thermoplastischen Formmassen ver mengt, vermischt, imprägniert oder besprüht ist, wird separat oder in einem Preß werkzeug aufgeheizt und verdichtet und in die gewünschte Form gebracht, so daß eine Faserplatte entsteht. Solange die Faserplatte 3 noch heiß und deren Oberflä che noch klebrig ist, wird die unter Wärmezufuhr verformbare oder vorgeformte Kernschicht 2, z. B. eine PUR-Hartschaumplatte aufgelegt. Schließlich wird auf die Hartschaumplatte noch eine weitere vorgefertigte Faserplatte gelegt. Dann wird das Preßwerkzeug wieder geschlossen und die übereinandergeschichteten Platten werden bei reduziertem Druck zu einem Bauteil mit Sandwichstruktur verpreßt. Der Druck ist bei diesem Preßvorgang geringer als bei der Verdichtung der Faserplatte 3 und so bemessen, daß die Hartschaumplatte 2 dabei nicht be schädigt wird.

Alternativ dazu kann anstelle der PUR-Hartschaumplatte eine verdichtete Faser matte verwendet werden. Das Herstellungsverfahren des Bauteils ändert sich da durch grundsätzlich nicht.

Werden bei der Herstellung der Faserplatten duroplastische Formmassen verwen det, so ist es erforderlich, daß zwischen die Faserplatten und die Kernschicht Kle ber eingebracht wird, der für deren feste Verbindung sorgt.

Bei einer alternativen Lösung ist die Kernschicht als faserverstärkte Platte ausge bildet, wobei vorteilhafterweise auf die Oberfläche dieser Kernschicht wenigstens teilweise Fasern und/oder Matten aufgetragen sind, die vorzugsweise aus Kohle fasern, Carbonfasern oder Glasfasern gebildet sein können.

Aufstellung der Bezugszeichen

1

Bauelement

2

Kernschicht (Schaumkern aus PUR)

3

faserverstärkte Materialschicht (Faserplatte)

4

Metallplatte

5

Dekorschicht

Claims

1. Akustisches Bauteil, das mehrlagig aufgebaut ist und eine akustikfähige Kernschicht aufweist, die zu akustischen Schwingungen anregbar und zur Abgabe von Schallwellen geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Kernschicht (2) wenigstens teilweise mit einer faserver stärkten Materialschicht (3) fest verbunden ist.

2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernschicht (2) als Polyurethan-Hartschaumschicht ausgebildet ist.

3. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernschicht (2) als verdichtete Fasermatte ausgebildet ist, deren Dichte geringer ist als die Dichte der faserverstärkten Materialschicht (3).

4. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil im wesentlichen plattenförmig ausgebildet ist und die faserverstärkte Materi alschicht (3) eine Faserplatte bildet, die fest mit der Kernschicht (2) ver bunden ist.

5. Bauteil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern der Faserplatte (3) bzw. der verdichteten Fasermatte (2) aus nachwachsen den Rohstoffen und/oder Kunststoffen hergestellt sind.

6. Bauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Faserplatte (3) wenigstens teilweise mit hochfesten Fasern wie Kohlefa sern, Carbonfasern oder Glasfasern verstärkt ist.

7. Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die hochfesten Fasern in Form einer Matte in die Faserplatte (3) integriert sind.

8. Bauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserplatte (3) auf der der Kernschicht abgewandten Seite mit einer Metallplatte (4) und/oder Dekorschicht (5) versehen ist.

9. Bauteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekorschicht (5) aus Leder, textilem Gewebe und/oder einer Kunststoffschicht gebildet ist.

10. Verfahren zur Herstellung von einem akustischen Bauteil, das die folgende Schritte umfaßt:

a) eine Fasermatte, die mit Formmasse durchsetzt ist, wird in einem Preßwerkzeug zu einer Faserplatte (3) verdichtet;
b) nach dem Öffnen des Preßwerkzeuges wird auf die Faserplatte eine entsprechend geformte formstabile Kernschicht aufgelegt und anschließend mit der Faserplatte bei einem reduzierten Druck verpreßt, der so bemessen ist, daß die Kernschicht hierbei nicht beschädigt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ver pressen mit reduziertem Druck eine weitere zuvor hergestellte Faserplatte auf die Kernschicht aufgelegt wird, so daß ein beidseitig mit jeweils einer Faserplatte verstärktes Bauelement entsteht.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmasse ein thermoplastisches Material ist, das beim Verdichten der Faserplatten über dessen Schmelztemperatur erwärmt wird und das für die Verbindung zwischen der Kernschicht (2) und den Faserplatten (3) sorgt.

13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Faserplatte und die Kernschicht zusätzlich Kleber eingebracht wird.

14. Akustisches Bauteil, das mehrlagig aufgebaut ist und eine akustikfähige Kernschicht aufweist, die zu akustischen Schwingungen anregbar und zur Abgabe von Schallwellen geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernschicht (2) als faserverstärkte Platte ausgebildet ist.

15. Bauteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberflä che der Kernschicht wenigstens teilweise Fasern und/oder Matten aufge tragen sind.

16. Bauteil nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern und/oder die Matten aus Kohlefasern, Carbonfasern oder Glasfa sern gebildet sind.