DE202005012951U1

DE202005012951U1 - Compound acoustic insulation material, especially for vehicle motor compartments, has a carrier with shape stability and spacers at intervals on at least one surface covered by a foam membrane

Info

Publication number: DE202005012951U1
Application number: DE200520012951
Authority: DE
Original assignee: POLYMER-TEC GmbH; Polymer Tec GmbH
Current assignee: Sekisui Alveo AG
Priority date: 2005-08-15
Filing date: 2005-08-15
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2015-08-16

Abstract

The compound acoustic insulation material has a carrier material (1) with shape stability, and spacers (100) on at least one surface. A sound damping membrane (2) is secured to the spacers at local points or in lines, to give free spaces (101) between the spacers. The membrane is of a thermoplastic foam, with a closed foam cell structure.

Description

Die Erfindung betrifft eine schalldämmendes und -dämpfendes Verbundmaterial, umfassend

a) ein formstabiles Trägermaterial, welches zumindest auf einer seiner Oberflächen mit vorstehenden Abstandshaltern versehen ist, und
b) eine schalldämpfende Membran, die in punkt- oder linienförmigen Bereichen auf den Abstandshaltern des Trägermaterials befestigt ist, so dass zwischen den Abstandhaltern Freiräume gebildet sind, in denen die schalldämpfende Membran beabstandet vom Trägermaterial gehaltert ist.

The invention relates to a sound-absorbing and -damping composite material comprising

a) a dimensionally stable carrier material, which is provided at least on one of its surfaces with projecting spacers, and
b) a sound-absorbing membrane which is fixed in point or line-shaped areas on the spacers of the carrier material, so that between the spacers free spaces are formed, in which the sound-absorbing membrane is spaced from the carrier material is supported.

Ein derartiges schalldämmendes und -dämpfendes Verbundmaterial eignet sich insbesondere für Anwendungen innerhalb eines Kraftfahrzeuges, z. B. als Motorkapselung.One such sound-insulating and -damping Composite material is particularly suitable for applications within one Motor vehicle, z. B. as motor encapsulation.

Ein gattungsgemäßes Verbundmaterial, bei dem auf einem Trägermaterial eine Membran aus einer schwingfähigen und mit einer Kunststoffschicht überzogenen Aluminiumschicht vorgesehen ist, ist aus der EP 0 931 309 B1 bekannt geworden. Die erzielbare Schalldämpfung erscheint jedoch insbesondere im Vergleich mit den bisher verwendeten konventionellen Schalldämmmatten noch verbesserungswürdig.A generic composite material in which a membrane is provided on a carrier material of a vibratable and coated with a plastic layer aluminum layer, is from the EP 0 931 309 B1 known. However, the achievable sound attenuation still appears to be in need of improvement, especially in comparison with the conventional sound insulation mats used hitherto.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein schalldämmendes und -dämpfendes Verbundmaterial vorzuschlagen, insbesondere für die Verwendung im Automobil bereich, welches einfach herstellbar ist und die bekannten Materialien hinsichtlich seiner Wirksamkeit übertrifft.task The present invention is therefore a sound-insulating and -damping To propose composite material, in particular for use in the automotive sector, which is easy to manufacture and the known materials in terms exceeds its effectiveness.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß die Ausbildung eines schalldämmenden und schalldämpfenden Verbundmaterials gemäß den Merkmalen des Schutzanspruches 1 vorgeschlagen.to solution The object is according to the invention the formation of a sound-absorbing and sound-absorbing Composite material according to the features of the protection claim 1 proposed.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments and developments of the invention are the subject the dependent claims.

Der erfindungsgemäße Vorschlag beruht darauf, eine schalldämpfende Membran aus einem Schaumkunststoff mit überwiegend geschlossenzelliger Schaumstruktur auf Basis thermoplastischer Kunststoffe vorzusehen, die in punkt- oder linienförmigen Bereichen auf den Abstandshaltern des Trägermaterials befestigt wird, so dass zwischen den Abstandshaltern Freiräume gebildet sind, in denen die schalldämpfende Membran beabstandet vom Trägermaterial gehaltert ist.Of the inventive proposal based on it, a sound-absorbing Membrane made of a foamed plastic with predominantly closed cell To provide a foam structure based on thermoplastic materials, in point or line shape Areas attached to the spacers of the substrate, so that between the spacers free spaces are formed, in which the sound deadening Membrane spaced from the substrate is held.

Ein derartiges Verbundmaterial zeigt insbesondere für Anwendungen im Kraftfahrzeug besonders gut geeignete Akustikcharakteristika, die durch entsprechende Auswahl weiterer Parameter an die jeweiligen Anforderungen exakt anpassbar sind.One Such composite material is particularly useful for automotive applications particularly suitable acoustic characteristics by appropriate Selection of further parameters to the respective requirements exactly are customizable.

Die eingesetzte Membran aus einem Schaumkunststoff ist hierbei hauptsächlich für die Schalldämpfung und das Trägermaterial für die Schalldämmung des erfindungsgemäßen Verbundmaterials verantwortlich.The used membrane of a foam plastic is here mainly for the soundproofing and the carrier material for the sound insulation of the composite material according to the invention responsible.

Bevorzugt ist die schalldämpfende Membran aus einem Schaumkunststoff auf Basis von Polypropylen hergestellt, da auch die üblicherweise verwendeten Trägermaterialien auf Basis von Polypropylen, gegebenenfalls glasfaserverstärktem Polypropylen hergestellt sind, so dass ein sortenreines Verbundmaterial geschaffen wird, was sich bei Ende der Gebrauchsdauer leichter entsorgen lässt.Prefers is the sound-absorbing Membrane made of a plastic foam based on polypropylene, as well as the usual used carrier materials based on polypropylene, optionally made of glass fiber reinforced polypropylene are, so that a single-grade composite material is created, which is easier to dispose of at the end of the service life.

Die Dichte der verwendeten schalldämpfenden Membran bestimmt maßgeblich die Schalldämpfungseigenschaften, wobei für Kraftfahrzeuganwendungen eine Dichte der aus einem Schaumkunststoff hergestellten schalldämpfenden Membran von 30 bis 150 kg/m³, vorzugsweise von 30 bis 80 kg/m³ und weiter bevorzugt von 45 bis 60 kg/m³ vorgesehen wird.The density of the sound-deadening membrane used significantly determines the sound damping properties, for automotive applications, a density of the produced from a foam plastic sound-absorbing membrane of 30 to 150 kg / m ³ , preferably from 30 to 80 kg / m ³ and more preferably from 45 to 60 kg / m ^{3 is} provided.

Unter Schalldämpfung wird definitionsgemäß eine Behinderung bzw. Verminderung der Schallausbreitung durch Absorption von Luftschall verstanden. Dabei wird in der schalldämpfenden Membran des erfindungsgemäßen Verbundmaterials der auftreffende Luftschall in seiner Energie vermindert, d. h. vornehmlich in Wärme umgewandelt.Under soundproofing By definition, it becomes a disability or reduction of sound propagation by absorption of airborne sound understood. This is in the sound-absorbing membrane the composite material of the invention impinging airborne sound is reduced in its energy, d. H. especially in heat transformed.

Der mittlere Zeltdurchmesser der aus überwiegend geschlossenzelligem Schaumkunststoff hergestellten schalldämpfenden Membran liegt im Bereich von 0,5 bis 3 mm. Es wurde erfindungsgemäß herausgefunden, dass über eine Variation des durchschnittlichen Zeltdurchmessers auch eine Beeinflussung der Schalldämpfungscharakteristika möglich ist, insbesondere im Hinblick auf die Wirksamkeit der Schalldämpfung in bestimmten Frequenzbereichen des auftretenden Schalls.Of the average tent diameter of predominantly closed-cell Foam plastic-fabricated sound-absorbing membrane is in the range from 0.5 to 3 mm. It has been found according to the invention that via a Variation of the average tent diameter also an influence the sound-damping characteristics are possible, especially with regard to the effectiveness of soundproofing in certain frequency ranges of the sound occurring.

Je nach Einsatzzweck des erfindungsgemäßen Verbundmaterials insbesondere innerhalb eines Kraftfahrzeuges muss je nach Fahrzeug mit zugehörigen Aggregaten zur Absenkung von Außen- oder Innengeräuschen individuell ein vom Fahrzeughersteller vorgegebenes Lastenheft erfüllt werden, wobei in der Regel nur geringe Bauräume für die Anbringung des erfindungsgemäßen schalldämmenden und -dämpfenden Verbundmaterials verfügbar sind.ever according to the purpose of the composite material according to the invention in particular inside a motor vehicle must depend on the vehicle with associated units for lowering external or interior noise individually specified specifications are met by the vehicle manufacturer, usually only small installation spaces for the attachment of the sound-insulating and according to the invention deadening Composite material available are.

Fahrzeuge mit heutigen und mehr noch mit zukünftigen Verbrennungsprinzipien benötigen schallabsorbierende Verbundmaterialien mit einem Schallschluckvermögen besonders im Frequenzbereich zwischen 300 bis 3.000 Hz, wobei der Bereich 300 bis 1.500 Hz für die sogenannte Motorrauhigkeit (Modulationen) Bedeutung hat.Vehicles with today's and still more with future combustion principles sound-absorbing composite materials with a sound absorption capacity particularly in Frequenzbe rich between 300 to 3000 Hz, the range 300 to 1500 Hz for the so-called engine roughness (modulations) meaning.

In diesem eher mittleren Tonbereich finden bislang häufig Absorber nach dem Membranprinzip Anwendung, während Schallanteile im hohen Frequenzbereich etwa zwischen 2.000 und 10.000 Hz durch Materialeigenschaften der bisher eingesetzten Absorber abgemildert werden.In Absorbers have hitherto often found this rather middle tone range according to the membrane principle application, while sound components in the high Frequency range approximately between 2,000 and 10,000 Hz due to material properties the absorber used previously be mitigated.

Im Rahmen der Erfindung wurde nunmehr gefunden, dass durch das erfindungsgemäße Verbundmaterial gewünschte Schallabsenkungen sowohl im niedrigen Frequenzbereich zwischen 300 und 1.500 Hz wie auch im daran anschließenden Frequenzbereich bis etwa 10.000 Hz gleichermaßen besonders gute Absorptionseigenschaften erzielt werden können. Hierzu ist vorgesehen, dass die schalldämpfende Membran zumindest ausgehend von einer ihrer Oberflächen mittels einer Nadelung perforiert ist, wobei jedoch besonders bevorzugt ist, die schalldämpfende Membran ausgehend von beiden Oberflächen durchgängig durch diese hindurch zu perforieren. Hierzu werden bevorzugt Nadeln mit einer Perforationsdichte von 5 bis 100 Nadeln pro cm², vorzugsweise von 20 bis 50 Nadeln pro cm² vorgesehen, die beispielsweise auf Nadelwalzen angeordnet sein können, über die die Oberflächen der schalldämpfenden Membran geführt werden. Die hierbei eingesetzten Nadeln weisen bevorzugt einen Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 1 mm, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 mm auf.In the context of the invention it has now been found that by the composite material according to the invention desired sound reductions both in the low frequency range between 300 and 1500 Hz as well as in the subsequent frequency range up to about 10,000 Hz equally excellent absorption properties can be achieved. For this purpose, it is provided that the sound-damping membrane is perforated, at least starting from one of its surfaces by means of a needling, but it is particularly preferred to perforate the sound-absorbing membrane from both surfaces continuously therethrough. For this purpose, needles are preferably provided with a perforation density of 5 to 100 needles per cm ² , preferably from 20 to 50 needles per cm ² , which may be arranged for example on needle rollers over which the surfaces of the sound-absorbing membrane are guided. The needles used in this case preferably have a diameter in the range of 0.1 to 1 mm, preferably 0.1 to 0.5 mm.

Zur Herstellung eines solchen sowohl im tiefen wie auch hohen Frequenzbereich wirksamen Verbundmaterials wird zunächst das schalldämmend wirksame Trägermaterial, beispielsweise eine Motorraumabschottung aus einem Träger aus glasfaserverstärktem Polypropylen vorgesehen, der aufgrund seiner Oberflächengestaltung zumindest auf einer seiner Oberflächen mit vorstehenden Abstandshaltern versehen ist, z. B. geprägt oder tiefgezogen ist.to Production of such in both the low and high frequency range effective composite material is initially the sound-absorbing effective Support material For example, an engine compartment bulkhead from a carrier fiberglass-reinforced Polypropylene provided due to its surface design at least on one of its surfaces with protruding spacers is provided, for. B. embossed or deep-drawn.

Auf diese Abstandshalter wird sodann die zuvor mittels Nadeln perforierte schalldämpfende Membran in punkt- oder linienförmigen Bereichen auf den Abstandshaltern z. B. mittels Ultraschallverschweißung oder ähnlichen Schweißverfahren befestigt.On these spacers will then be perforated previously by needles sound deadening Membrane in point or line shape Areas on the spacers z. B. by ultrasonic welding or the like welding processes attached.

Durch die sich ausbildenden Hohlräume bzw. Freiräume zwischen den Abstandshaltern, in denen die schalldämpfende Membran beabstandet vom Trägermaterial gehaltert ist, lässt sich das erfindungsgemäße Verbundmaterial nunmehr in gewünschter Weise zunächst im niedrigen Frequenzbereich von 300 bis etwa 3.000 Hz abstimmen, und zwar durch Variation der Volumina der einzelnen Freiräume und auch durch das Schwingungsverhalten der eingesetzten schalldämpfenden Membran, welches maßgeblich von deren Dicke, Dichte und durchschnittlichem Zeltdurchmesser geprägt wird.By the forming cavities or Free rooms between the spacers, in which the sound-absorbing Membrane spaced from the substrate is held, leaves the composite material according to the invention now in the desired Way first tune in the low frequency range from 300 to about 3,000 Hz, by varying the volumes of the individual free spaces and also by the vibration behavior of the used sound-damping Membrane, which is decisive characterized by their thickness, density and average tent diameter.

Nach einer ersten Alternative wird hierzu eine in ebener Ausrichtung vorliegende schalldämpfende Membran aus Schaumkunststoff mit überwiegend geschlossenzelliger Schaumstruktur gemäß der Erfindung auf die Abstandshalter des Trägermaterials aufgebracht, um die Freiräume zu verschließen. Alternativ kann auch die schalldämpfende Membran selber geringfügig dreidimensional strukturiert sein, z. B. an den Verlauf des Trägermaterials und dessen Abstandshalter angepasst sein. Durch Variation der Wandstärke kann die jeweilige Absorptionseigenschaft der schalldämpfenden Membran zudem individuell angepasst werden.To a first alternative is this one in a planar orientation present sound-absorbing Membrane made of foamed plastic with predominantly closed cell Foam structure according to the invention on the spacers of the carrier material Applied to the open spaces to close. Alternatively, the sound-absorbing Membrane itself slightly be structured in three dimensions, z. B. to the course of the carrier material and whose spacers are adapted. By varying the wall thickness can the respective absorption property of the sound-absorbing membrane also individually be adjusted.

Da das erfindungsgemäße Verbundmaterial bevorzugt in der vorangehend geschilderten Weise mit durchgehenden Perforationen versehen ist, wird zusätzlich auch der höhere Frequenzbereich zwischen 2.000 bis 10.000 Hz wirkungsvoll gedämpft, da die Perforationen den auf der schalldämpfenden Membran auftreffenden Schallwellen ein Durchdringen durch die Perforationen bis in die Freiräume zwischen Trägermaterial und schalldämpfender Membran ermöglichen. Hierbei strahlen die die Perforationen durchdringenden Schallwellen in einzelne beim Einbringen der Perforationen angestochene Zellen der schalldämpfenden Membran ein, was mit einem erheblichen Energieverlust einhergeht. Anschließend werden die in den Freiraum eintretenden und bereits abgeschwächten Schallwellen am Trägermaterial reflektiert und treten erneut in entgegengesetzter Richtung durch die Perforationen in der schalldämpfenden Membran hindurch, was mit weiterem Energieverlust verbunden ist. Somit wird der vom erfindungsgemäßen Verbundmaterial reflektierte Schall auch in diesem Frequenzbereich wirksam gedämpft.There the composite material according to the invention is preferred in the manner previously described with continuous perforations is provided in addition also the higher one Frequency range between 2,000 to 10,000 Hz effectively damped, as the Perforations impinging on the sound-absorbing membrane Sound waves penetrate through the perforations into the Free rooms between carrier material and sound-absorbing Enable membrane. In this case, the sound waves penetrating the perforations radiate in individual punctured when introducing the perforations cells of the sound-deadening Membrane, which is associated with a significant loss of energy. Then be the sound waves entering the free space and already attenuated on the carrier material reflected and again pass in the opposite direction the perforations in the sound-absorbing Membrane, which is associated with further energy loss. Thus, the composite material of the invention reflected sound is effectively attenuated even in this frequency range.

Bei der Reflektion der bereits beim ersten Durchtritt durch die schalldämpfende Membran gedämpften Schallwellen am Trägermaterial kommt dessen schalldämmende Eigenschaft zum Tragen, die die weitere Schallausbreitung vermindert.at the reflection of the first passage through the sound-absorbing Diaphragm muffled Sound waves on the substrate comes its sound-insulating Feature to wear, which reduces the further propagation of sound.

Überraschenderweise hat sich im Rahmen der Erfindung gezeigt, dass bereits bei geringen Gesamtdicken des erfindungsgemäße Verbundmaterials, was für die Integration in die Kraftfahrzeugumgebung vorteilhaft ist, ebenbürtige oder sogar überlegene Schalldämpfungs- und -dämmungseigenschaften im Vergleich zu konventionellen Dämmmaterialien erreicht werden.Surprisingly has shown in the invention that even at low Total thickness of the composite material according to the invention, what kind of the integration into the automotive environment is advantageous, equal or even superior Schalldämpfungs- and insulation properties in the Comparison with conventional insulation materials achieved become.

So ist es ausreichend, wenn die erfindungsgemäß vorgesehene schalldämpfende Membran eine Dicke von 1 bis 12 mm aufweist, so dass das gesamte Verbundmaterial eine Gesamtdicke von maximal 10 bis 15 mm aufweist. Hierbei ist die schalldämpfende Membran bevorzugt in den Freiräumen zwischen den Abstandshaltern in einem Abstand von 1 bis 5 mm von dem Trägermaterial angeordnet.Thus, it is sufficient if the inventively provided sound-absorbing membrane has a thickness of 1 to 12 mm, so that the entire composite material has a total thickness of not more than 10 to 15 mm. Here is the sound attenuating membrane is preferably arranged in the spaces between the spacers at a distance of 1 to 5 mm from the substrate.

Das schalldämmende bzw. -dämpfende Verbundmaterial gemäß der Erfindung kann nicht nur zur Ausbildung einer Motorraumabschottung durch Fertigung von Formteilen zur Kapselung des Motorraumes eines Kraftfahrzeuges verwendet werden, sondern auch in verschiedenen anderen Anwendungsgebieten eingesetzt werden, so z. B. bei Kofferraumauskleidungen, Türverkleidungen oder Hutablagen eines Kraftfahrzeuges. Auch Anwendungen außerhalb von Kraftfahrzeugen sind denkbar.The soundproofing or -damping Composite material according to the invention can not only for the formation of an engine compartment foreclosure by manufacturing of molded parts for encapsulating the engine compartment of a motor vehicle be used, but also in various other application areas be used, such. B. in trunk linings, door panels or hat racks of a motor vehicle. Also applications outside of motor vehicles are conceivable.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verbundmaterials werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Further Details and embodiments of the composite material according to the invention will be described below with reference to an embodiment in the drawing explained in more detail. It demonstrate:

1 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Verbundmaterial, 1 in an enlarged view a section through a composite material according to the invention,

2 die Einzelheit X gemäß 1 in vergrößerter Darstellung, 2 the detail X according to 1 in an enlarged view,

3 ein Versuchsdiagramm für einen Wirksamkeitsvergleich des erfindungsgemäßen Verbundmaterials mit dem Stand der Technik. 3 an experimental diagram for a comparison of the effectiveness of the composite material according to the invention with the prior art.

In der 1 ist ein Verbundmaterial mit schalldämmenden und -dämpfenden Eigenschaften z. B. für die Anwendung als Formteil zur Kapselung eines Motorraumes eines Kraftfahrzeuges dargestellt. Das Verbundmaterial umfasst ein schalldämmendes Trägermaterial 1, welches in der gewünschten Form der Motorkapselung aus einem formstabilen glasfaserverstärkten Polypropylen hergestellt ist.In the 1 is a composite material with sound-absorbing and -dämpfenden properties z. B. for use as a molded part for encapsulating an engine compartment of a motor vehicle. The composite material comprises a sound-absorbing carrier material 1 , which is made in the desired shape of the motor encapsulation of a dimensionally stable glass fiber reinforced polypropylene.

Charakteristisch für dieses Trägermaterial 1 ist es, dass dieses auf einer seiner Oberflächen vorstehende Abstandshalter 100 aufweist, die beispielsweise durch eine entsprechende Strukturierung oder Prägung des Trägermaterials 1 gebildet werden kön nen. Jeder dieser Abstandshalter 100 weist eine vorstehende Höhe über die übrigen Bereiche des Trägermaterials 1 von etwa 1 bis 5 mm auf.Characteristic of this carrier material 1 it is this that protrudes on one of its surfaces spacers 100 has, for example, by a corresponding structuring or embossing of the carrier material 1 Kgs can be formed. Each of these spacers 100 has a protruding height over the remaining areas of the substrate 1 from about 1 to 5 mm.

Wie sich insbesondere aus der vergrößerten Darstellung gemäß 2 ergibt, ist auf die Abstandshalter 100 des Trägermaterials 1 eine schalldämpfende Membran 2 aufgelegt, die aus einem Schaumkunststoff, z. B. aus Polypropylen mit überwiegend geschlossenzelliger Zellstruktur und einem durchschnittlichen Zelldurchmesser von 0,5 bis 3 mm ausgebildet ist. Auf der in 2 mit Bezugsziffer 23 gekennzeichneten Unterseite ist die schalldämpfende Membran 2 mit den jeweiligen Abstandshaltern 100 im Bereich ihrer freien Enden 102 verschweißt, beispielsweise durch eine Ultraschallverschweißung.As can be seen in particular from the enlarged view according to 2 results is on the spacers 100 of the carrier material 1 a sound-absorbing membrane 2 placed, which consists of a foam plastic, z. B. of polypropylene with a predominantly closed-cell structure and an average cell diameter of 0.5 to 3 mm is formed. On the in 2 with reference number 23 marked underside is the sound-absorbing membrane 2 with the respective spacers 100 in the region of their free ends 102 welded, for example by ultrasonic welding.

Demzufolge werden zwischen den einzelnen Abstandshaltern 100 des Trägermaterials 1 Freiräume 101 gebildet, die von der auf den Abstandshaltern 100 beabstandet aufliegenden schalldämpfende Membran 2 verschlossen sind. Entsprechend der vorangehend bereits erwähnten Höhe der Abstandshalter 100 ist somit die schalldämpfende Membran 2 in den Freiräumen 101 zwischen benachbarten Abstandshaltern 100 in einem Abstand von 1 bis 5 mm von dem Trägermaterial 1 beabstandet.Consequently, between the individual spacers 100 of the carrier material 1 Free rooms 101 formed by the on the spacers 100 spaced resting sound-absorbing membrane 2 are closed. According to the above-mentioned height of the spacers 100 is thus the sound-absorbing membrane 2 in the open spaces 101 between adjacent spacers 100 at a distance of 1 to 5 mm from the substrate 1 spaced.

Zur Schaffung einer guten Schalldämpfung ist darüber hinaus die schalldämpfende Membran 2 von ihrer dem Trägermaterial 1 zugewandten Oberfläche 23 ausgehend und auch ausgehend von ihrer entsprechend gegenüberliegenden Oberfläche 22 mit durch die Membran 2 durchgängig verlaufenden Perforationen 20 versehen, die vor der Verbindung mit dem Trägermaterial 1 durch eine Nadelung der schalldämpfenden Membran 2 mittels Nadelwalzen ausgehend von beiden Oberflächen 22, 23 derselben eingebracht worden sind. Durch entsprechende Ausbildung und Anordnung der verwendeten Nadeln wird hierbei eine Perforationsdichte im Bereich von etwa 5 bis 100 Perforationen pro cm² vorgesehen, vorzugsweise 20 bis 50 Perforationen pro cm², wobei der verwendete Nadeldurchmesser im Bereich von 0,1 bis 1 mm, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 mm liegt.To create a good sound attenuation is also the sound-absorbing membrane 2 from their carrier material 1 facing surface 23 starting and also starting from their corresponding opposite surface 22 with through the membrane 2 continuous perforations 20 provided before the connection with the carrier material 1 by needling the sound-absorbing membrane 2 by means of needle rollers starting from both surfaces 22 . 23 have been introduced. By appropriate design and arrangement of the needles used in this case a perforation density in the range of about 5 to 100 perforations per cm ^{2 is} provided, preferably 20 to 50 perforations per cm ² , wherein the needle diameter used in the range of 0.1 to 1 mm, preferably 0 , 1 to 0.5 mm.

Durch diese Nadelung der schalldämpfenden Membran 2 wird sichergestellt, dass Perforationen 20 auch durch im Innern der schalldämpfenden Membran 2 befindliche Zellen 21 verlaufen, so dass diese nachträglich geöffnet werden.Through this needling of the sound-absorbing membrane 2 will ensure that perforations 20 also by inside the sound-absorbing membrane 2 located cells 21 run so that they are opened later.

Wenn nun dieses vorangehend erläuterte Verbundmaterial z. B. für Schalldämmungs- und -dämpfungsaufgaben innerhalb eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden soll, so wird dieses so angeordnet, dass die schalldämpfende Membran 2 bevorzugt der Schallquelle zugewandt ist, so dass ankommende Schallwellen zunächst auf der freien Oberfläche 22 der schalldämpfenden Membran 2 auftreffen. Tieffrequente Schallwellen werden hierbei durch die oberhalb der Freiräume 101 möglichen elastischen Schwingungen der schalldämpfenden Membran 2 weitgehend kompensiert, während hochfrequente Schwingungen oberhalb etwa 2.000 bis 10.000 Hz zunächst durch die Perforationen 20 in der schalldämpfenden Membran 2 hindurchtreten und in von den Perforationen 20 geöffnete Zellen 21 abgelenkt werden, so dass sie an Energie verlieren. Der aus der Perforation 20 im Bereich der dem Trägermaterial 1 zugewandten Oberfläche 23 austretende Restschall wird nachfolgend an der Oberfläche des Trägermaterials 1 reflektiert und in Richtung auf die schalldämpfende Membran 2 zurückgeworfen und tritt erneut ausgehend von der Oberfläche 23 in die Perforationen 20 der schalldämpfenden Membran 2 ein, wo es zu weiterem Energieverlust kommt.Now, if this composite material explained above z. B. is to be used for sound insulation and damping tasks within a motor vehicle, this is arranged so that the sound-absorbing membrane 2 Preferably, the sound source is facing, so that incoming sound waves first on the free surface 22 the sound-absorbing membrane 2 incident. Low-frequency sound waves are here by the above the free spaces 101 possible elastic vibrations of the sound-absorbing membrane 2 largely compensated, while high-frequency oscillations above about 2,000 to 10,000 Hz initially through the perforations 20 in the sound-absorbing membrane 2 pass through and in from the perforations 20 opened cells 21 be distracted so that they lose energy. The one from the perforation 20 in the area of the carrier material 1 facing surface 23 Exiting residual sound is subsequently on the surface of the carrier material 1 reflected and towards the sound-absorbing membrane 2 thrown back and re-emerges from the surface 23 in the perforation nen 20 the sound-absorbing membrane 2 one where it comes to further energy loss.

Somit bietet das erfindungsgemäße Verbundmaterial sowohl im tieffrequenten Frequenzbereich zwischen 300 bis 3.000 Hz als auch im darüberliegenden hochfrequenten Frequenzbereich bis 10.000 Hz hervorragende Schalldämmungs- und -dämpfungseigenschaften.Consequently offers the composite material according to the invention both in the low-frequency frequency range between 300 to 3,000 Hz as well as in the above high-frequency frequency range up to 10,000 Hz excellent sound insulation and damping characteristics.

Aus der in der 3 wiedergegebenen Diagrammdarstellung ist über einem Frequenzspektrum von 0 bis 10.000 Hz eine äquivalente Absorptionsfläche in m² aufgetragen, wie sie beispielsweise bei Motorkapseln mit Hitzeschildern für eine Fläche von 1,2 m² repräsentativ ist.From the in the 3 In the diagram presented, an equivalent absorption area in m ^{2 is} plotted over a frequency spectrum from 0 to 10,000 Hz, as is representative, for example, in the case of motor capsules with heat shields for an area of 1.2 m ² .

Die gestrichelte Kurve A zeigt hierbei eine Vorgabe eines Automobilherstellers, während die Kurve B die erreichbare Schalldämpfung eines Serienbauteiles mit üblichem Absorberkonzept zeigt.The dashed curve A shows a specification of an automobile manufacturer, while the curve B the achievable sound attenuation of a standard component with usual Absorber concept shows.

Die Kurve C zeigt die mit dem vorangehend erläuterten Verbundmaterial erzielbare Absorption, die sowohl die Vorgaben der Automobilhersteller, wie auch die mit den herkömmlichen Materialien erreichbaren Schalldämmungen und -dämpfungen bei Weitem übertrifft.The Curve C shows the achievable with the composite material explained above Absorption, which meets both the specifications of car manufacturers, as well with the conventional ones Materials achievable sound insulation and dampenings far surpassed.

Hierbei weist das eingesetzte Verbundmaterial eine Gesamtdicke von etwa 10 bis 15 mm auf.in this connection the composite material used has a total thickness of about 10 to 15 mm.

In einem Ausführungsbeispiel eines derartigen Verbundmaterials ist eine Gesamtdicke von 13 mm für das Verbundmaterial vorgesehen, wobei die eingesetzte schalldämpfende Membran, welche üblicherweise eine Dicke von 1 bis 12 mm, vorzugsweise 3 bis 8 mm aufweist, in diesem Beispiel eine Gesamtdicke von etwa 6 mm aufweist und in einem Abstand von etwa 3 mm über dem Trägermaterial im Bereich der Freiräume 101 angeordnet ist.In one embodiment of such a composite material, a total thickness of 13 mm is provided for the composite material, wherein the inserted sound-damping membrane, which usually has a thickness of 1 to 12 mm, preferably 3 to 8 mm, in this example has a total thickness of about 6 mm and at a distance of about 3 mm above the substrate in the area of the free spaces 101 is arranged.

Claims

Acoustic damping and damping composite comprising a) a dimensionally stable carrier material ( 1 ), which at least on one of its surfaces ( 10 ) with projecting spacers ( 100 ), and b) a sound-damping membrane ( 2 ) in point or line areas on the spacers ( 100 ) of the carrier material ( 1 ) is fixed so that between the spacers free spaces ( 101 ) are formed, in which the sound-absorbing membrane ( 2 ) spaced from the substrate ( 1 ), characterized in that the sound-damping membrane ( 2 ) is made of a foam plastic with a predominantly closed-cell foam structure based on thermoplastic materials.

Composite material according to claim 1, characterized in that the sound-damping membrane ( 2 ) is made of a foam plastic based on polypropylene.

Composite material according to one of claims 1 or 2, characterized in that the sound-damping membrane ( 2 ) has a density of 30 to 150 kg / m ³ .

Composite material according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sound-damping membrane ( 2 ) is made of a foamed plastic having a mean cell diameter of 0.5 to 3 mm.

Composite material according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sound-damping membrane ( 2 ) is perforated from at least one of its surfaces by needling.

Composite material according to claim 5, characterized in that the sound-damping membrane ( 2 ) is perforated from both surfaces throughout.

Composite material according to one of claims 5 or 6, characterized in that the sound-damping membrane ( 2 ) is perforated with a perforation density of 5 to 100 perforations per cm ² .

Composite material according to one of claims 5 to 7, characterized in that the sound-damping membrane ( 2 ) is perforated by means of needles of a diameter of 0.1 to 1 mm.

Composite material according to one of claims 1 to 8, characterized in that the sound-damping membrane ( 2 ) has a thickness of 1 to 12 mm.

Composite material according to one of claims 1 to 9, characterized in that the sound-damping membrane ( 2 ) in the open spaces ( 101 ) between the spacers ( 100 ) at a distance of 1 to 5 mm from the substrate ( 1 ) is arranged.

Composite material according to one of claims 1 to 10, characterized in that it has a total thickness of 10 to 15 mm.

Composite material according to one of claims 1 to 11, characterized in that the sound-damping membrane ( 2 ) is structured in three dimensions.

Composite material according to one of the claims 1 to 12, characterized in that the carrier material ( 1 ) is made of glass fiber reinforced polypropylene.

Composite material according to one of claims 1 to 13, characterized in that the carrier material ( 1 ) and the sound-absorbing membrane ( 2 ) in the area of the spacers ( 100 ) are welded together.

Molded part for encapsulating an engine compartment of a motor vehicle, made of a composite material according to the preceding claims.