DE2742768C2

DE2742768C2 -

Info

Publication number: DE2742768C2
Application number: DE19772742768
Authority: DE
Inventors: Bengt Roland Sollentuna Se Johansson
Original assignee: ANTIPHON SUNDBYBERG SE AB
Current assignee: ANTIPHON SUNDBYBERG SE AB
Priority date: 1976-10-12
Filing date: 1977-09-22
Publication date: 1990-06-13
Also published as: GB1574487A; SE7611288L; US4253543A; SE404051B; DE2742768A1; FR2368111A1; NL7711092A; IT1087682B; FR2368111B1; BE859596A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Absorption von Bordgeräuschen.

Eine derartige Vorrichtung ist prinzipiell dazu bestimmt, an der Innenseite eines Motorraumes von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, mittels Abstandshalter befestigt zu werden. Jedoch kann die Vorrichtung ebenso für die Absorption von Bordgeräuschen in Verbindung mit anderen Gegenständen, wie beispielsweise Gehäuse, auf oder um Maschinen verwendet werden. Als Vorrichtung für die Absorption von Bordgeräuschen an der Innenseite von Motorgehäusen oder Maschinengehäusen wird oft eine aus Mineralwolle oder Kunststoffschaum bestehende poröse, flexible Schicht verwendet. Um ein Eindringen von Strömungsmittel, wie Öl und Wasser, in die poröse Schicht zu verhindern und die Vorrichtung reinigungsfähig zu machen, wird gewöhnlich auf die Oberfläche der porösen Schicht eine Kunststoffolie aufgetragen. Um jede merkliche Abnahme der Geräuschabsorptions- bzw. Dämpfeigenschaften zu verhindern, sollte die Kunststoffolie dünn sein und lose auf der porösen Schicht liegen.

Wegen der Tatsache, daß die Folie dünn und die poröse Schicht flexibel ausgebildet ist, ist die Vorrichtung empfindlich gegen mechanische Stoßeinwirkung. Es besteht ein großes Risiko hinsichtlich des Brechens der Folie. Daher ist es üblich, die Folie durch Montage einer perforierten, geräuschdurchlässigen, starren Platte vor derselben zu schützen. Um nicht eine zu komplizierte Installation zu erhalten, liegt die perforierte, starre Platte gewöhnlich auf der Folie an, was bedeutet, daß die Folie nicht frei unter Einwirkung von Schallwellen vibrieren kann. Dies resultiert in einer Abnahme der Schallabsorptionsqualität in der Vorrichtung. Eine auf diese Weise konstruierte Vorrichtung wird außerdem teuer sein und ein erhebliches Maß an Installations- bzw. Montagearbeit erfordern.

Da die porösen Schichten flexibel sind, müssen sie auf der davor befindlichen Schall- bzw. Geräuschreflektionswand befestigt sein. Dabei kann ein Kleben oder eine relativ teure Befestigung mit mechanischen Befestigungsmitteln vorgenommen werden. Kleben resultiert oft in einer beschwerlichen Anbringung. In vielen Fällen geben die Klebstoffe gesundheitsschädliche Gase ab. Manchmal wird z. B. ein Kunststoffschaum verwendet, der mit einer durch Papier geschützten selbstklebenden Klebschicht versehen ist. Das Schutzpapier wird vor der Anbringung auf die Vorrichtung beseitigt. Dies bedeutet eine einfachere Montageweise. Jedoch muß die Oberfläche, auf die die Vorrichtung aufgebracht wird, sehr gut gereinigt sein. Der Reinigungsvorgang stellt jedoch einen teuren Vorgang dar.

Um eine gute Schallabsorption bei niedrigen Frequenzen zu erreichen, muß die poröse Schicht ziemlich dick, gewöhnlich dicker als 50 mm sein. Daraus ergibt sich ein hoher Materialverbrauch, welcher für die Vorrichtung hohe Kosten verursacht.

Es wurden bereits Versuche unternommen, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der die vorgenannten Nachteile zumindest teilweise vermieden werden. Solch eine Vorrichtung ist Gegenstand der SE 2 02 947. Jedoch ist diese Vorrichtung nicht mit einer undurchlässigen Oberflächenschicht versehen, welche in den meisten Fällen erforderlich ist.

Aus der US 28 87 173 ist eine Vorrichtung für die Absorption von Geräuschen bekannt, wobei diese Vorrichtung vor einer Geräuschreflektionsfläche angeordnet ist und einen mehrschichtigen Aufbau hat, welcher luftdurchlässige, luftundurchlässige Schichten und Luftspalte umfaßt. Diese Vorrichtung gibt zwar weiterhin auch den anmeldungsgemäß beanspruchten Abmessungs- und Gewichtsbereich vor, jedoch ist bei ihr die luftundurchlässige Schicht auf der dem Schall abgewandten Seite angeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die Schallabsorptionseigenschaften hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß dieser Lösung befindet sich die flexible, luftundurchlässige Membran auf der schallzugewandten Seite der selbsttragenden Tragschicht, so daß aufgrund des Aufliegens der flexiblen Membran auf den erhabenen Teilen des von der Tragschicht gebildeten Reliefmusters die Membran frei unter Einwirkung der Schallwellen schwingen bzw. vibrieren kann. Dadurch und infolge des Luftströmungswiderstandes von weniger als 10 000 Pas/m ergeben sich bessere Schallabsorptionseigenschaften. Hierzu sollten die erhabenen Teile des Reliefmusters vorzugsweise zumindest 80% der Gesamtoberfläche des Reliefmusters betragen. Für die Verbesserung der Schallabsorptionseigenschaften dient auch ein Flächengewicht der flexiblen Membran von weniger als 2 kg/m². Zu demselben Zweck sollte vorzugsweise die Größe der freien Flächen der Membran nicht weniger als 1 cm² betragen. In den meisten Fällen ist ein Kunststoffilm als flexible Membran geeignet.

Da die selbsttragende Tragschicht starr ausgebildet ist, dient sie ebenso als mechanischer Anschlag bzw. als mechanische Stütze, wenn auf die Membran mechanische Stöße aufgebracht werden. Die Vorrichtung kann daher beträchtlich besser einer Beschädigung widerstehen als eine Vorrichtung mit einer flexiblen, porösen Schicht und einer darauf aufgebrachten Membran. Dies bedeutet, daß in den meisten Fällen entsprechend der Erfindung ein zusätzlicher mechanischer Schutz unnötig ist.

Wie bereits zuvor erwähnt wurde, ist die Vorrichtung dazu bestimmt, vor einer Schallreflektionsfläche und im Abstand von dieser befestigt zu werden, was bedeutet, daß zwischen der Rückseite der Tragschicht und der Schallreflektionsfläche ein Luftzwischenraum gebildet wird. Um einen solchen Zwischenraum zwischen der Vorrichtung und der Schallreflektionsfläche zu erhalten, werden Abstandhalter mit einer Länge zwischen 5 und 100 mm verwendet. Durch Veränderung der Länge der Abstandhalter kann die gesamte Vorrichtung an verschiedene Frequenzbereiche des Schalls bzw. der Geräusche angepaßt werden. Weiterhin hat die Vorrichtung ein geringes Gewicht und erfordert einen geringen Materialverbrauch. In einigen Fällen können die Tragschicht und die Abstandhalter einstückig ausgebildet sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Teilschnittansicht einer spezifischen Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Teilansicht eines anderen Ausschnitteils derselben Vorrichtung wie in Fig. 1,

Fig. 3-9 Kurvenbilder des unterschiedlichen Geräuschabsorptionsfaktors α in Abhängigkeit von der Frequenz, wenn verschiedene Veränderliche verändert werden.

So ist in Fig. 3 dargestellt, wie die Geräuschabsorptionskurve durch Veränderung des Prozentsatzes der Oberfläche der Tragschicht, die von höheren Teilen besetzt ist, beeinflußt wird. Fig. 4 erläutert, wie die Geräuschabsorptionskurve durch den Abstand der Membran und der Tragschicht beeinträchtigt wird. Fig. 5 zeigt, wie die Geräuschabsorptionskurve durch Veränderung des Luftspaltes zwischen der Tragschicht und der Geräuschreflektionsfläche beeinflußt wird. Fig. 6 zeigt den Einfluß der Größe der freien Oberflächen der Membran auf die Geräuschabsorptionskurve. Fig. 7 zeigt, wie das Flächengewicht der Membran die Geräuschabsorptionskurve beeinflußt. Fig. 8 und 9 schließlich zeigen die bei der Verwendung der Vorrichtung entsprechend den Beispielen 2 und 3 erhaltenen Geräuschabsorptionskurven.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung weist entsprechend Fig. 1 und 2 eine starre, luftdurchlässige und selbsttragende Tragschicht 1 mit einer flexiblen, luftundurchlässigen Membran 2 auf, die fest, beispielsweise durch Kleben, aufgebracht ist. Eine Oberfläche der Tragschicht 1 ist mit einem Reliefmuster versehen, welches durch Einpressen von Ausnehmungen in Form von Quadraten erreicht wird. Die Membran 2 liegt auf erhabenen Teilen 3 des Reliefmusters der Tragschicht 1 auf. So ist zwischen der flexiblen Membran 2 und den tieferliegenden Teilen 5 ein Luftspalt 4 ausgebildet. Wie sich eindeutig aus Fig. 1 ergibt, ist die Vorrichtung im Abstand von einer Geräuschreflektionsfläche 6 mittels eines Abstandstützelementes 7 auf solche Weise befestigt, daß zwischen der Rückseite der Tragschicht 1 und der Geräuschreflektionsfläche 6 ein Luftspalt 8 ausgebildet ist.

Beispiel 1

Auf einer 10 mm selbsttragenden Platte aus gepreßten und gezogenen Lumpen mit einem Luftströmungswiderstand von ungefähr 2500 Pas/m wurde eine aus Karton oder Pappe hergestellte Schicht mit einem Reliefmuster geklebt. Die Dicke der Schicht betrug 1,6 mm. Von dieser Schicht wurde auf solche Weise Material entnommen, daß Löcher mit einem Bereich von 14,5 cm² in Form eines Kreissektors ausgebildet wurden. Die verbleibenden Teile des Materials nahmen 26% der Total-Fläche des Musters ein. Auf den verbleibenden höherliegenden Teilen wurde eine 0,05 mm dicke Folie aus Polyvinylchlorid und mit einem Flächengewicht von 70 g/m² geklebt. Die vollständige Vorrichtung wurde in verschiedenen Abständen zur Geräuschreflektionsfläche befestigt, woraufhin die Bordgeräuschabsorption gemessen wurde. Das Ergebnis ist in Fig. 5 dargestellt.

Beispiel 2

Die Vorrichtung entsprechend Beispiel 1 wurde aufgebaut. Jedoch bestanden die Löcher der das Reliefmuster bildenden Schicht aus Quadraten mit einem Bereich von 9 cm², wobei der verbleibende Bereich 54% des Total-Bereiches des Musters einnahm. Diese Vorrichtung wurde 40 mm vor einer Geräuschreflektionsfläche befestigt, woraufhin die Bordgeräuschabsorption gemessen wurde. Das Ergebnis ist in Fig. 8 dargestellt.

Beispiel 3

Es wurde eine Vorrichtung gemäß Beispiel 1 aufgebaut. Die starre Tafel bestand jedoch aus 8 mm dickem, gepreßten Filz mit einem Luftströmungswiderstand von ungefähr 880 Pas/m. Diese Vorrichtung wurde in einem Abstand von 27 mm vor eine Geräuschreflektionsfläche befestigt, woraufhin die Bordgeräuschabsorption gemessen wurde. Das Ergebnis ist in Fig. 9 dargestellt.

Claims

1. Vorrichtung für die Absorption von Bordgeräuschen mit folgenden Merkmalen:

- die Vorrichtung ist vor einer Geräuschreflektionsfläche (6) angeordnet und umfaßt eine steife, luftdurchlässige, selbsttragende Tragschicht (1) und eine darauf aufgebrachte, flexible, luftundurchlässige Membran (2),
- die Tragschicht (1) hat einen Luftströmungswiderstand von weniger als 10 000 Pas/m,
- die Tragschicht (1) hat eine Dicke von 1 bis 60 mm, vorzugsweise 5 bis 20 mm,
- die der Geräuschreflektionsfläche (6) abgewandte Fläche der Tragschicht (1) ist mit einem Reliefmuster versehen,
- die Membran (2) hat ein Flächengewicht von weniger als 2 kg/cm² und ist durch Kleben oder dergleichen Verfahren auf solche Weise fest auf die Tragschicht (1) aufgebracht, daß die Membran (2) auf den erhabenen Teil (3) des Reliefmusters der Tragschicht (1) aufliegt,
- zwischen der flexiblen Membran (2) und den tieferliegenden Teilen (5) des Reliefmusters ist ein Luftspalt (4) ausgebildet,
- die Vorrichtung ist derart im Abstand von der Geräuschreflektionsfläche (6) befestigt, daß zwischen der Rückseite der Tragschicht (1) und der Geräuschreflektionsfläche (6) ein Luftzwischenraum (8) gebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragschicht (1) aus gepreßten, gezogenen Lumpen, einer Platte aus Mineralwolle, gesinterten Kunststoffkugeln, gesinterten Metallkugeln oder starrem Kunststoffschaum mit hauptsächlich offenen Zellen besteht.

3. Vorrichtung nach den Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reliefmuster der Tragschicht (1) durch Eindrücken von Ausnehmungen, z. B. in geometrischer Form, wie Quadrate, Kreise oder Dreiecke, gebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die höherliegenden Teile (3) des Reliefmusters der Tragschicht (1) durch Aufbringen von einer oder mehreren getrennten, ein Muster bildenden Schichten auf der Oberfläche der Tragschicht (1) gebildet werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die das Muster bildende Schicht aus einem gegenüber der Tragschicht (1) unterschiedlichen Material besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die höchsten Teile (5) des Reliefmusters der Tragschicht (1) zumindest 80% der Gesamtfläche des Musters bilden.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe des Reliefmusters 0,05-20 mm, vorzugsweise 0,5-5 mm, beträgt, wobei der Luftspalt zwischen der Membran (2) und den tieferliegenden Teilen (5) des Reliefmusters dieselbe Tiefe einnehmen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Membran (2) aus Polyurethan, Polyäthylen, Polypropylen, Polyester, Polyamid, Polyvinylchlorid, Polyvinylfluorid, Polycarbonat oder Polyoxymethylen besteht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Membran (2) durch Kleben auf die Tragschicht (1) aufgebracht ist, wobei der Klebstoff auf alle oder einige der erhabenen Teile (3) des Reliefmusters der Tragschicht (1) aufgebracht ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Abstandstützelemente (7) 5-100 mm beträgt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragschicht (1) und die Abstandstützelemente (7) einstückig ausgebildet sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß diese auf der Innenseite des Motorraumes von Fahrzeugen, vorzugsweise Kraftfahrzeugen, mittels Abstandstützelementen aufgebracht ist.