DE29803675U1 - Schallschutzabschirmung - Google Patents

Schallschutzabschirmung

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Description

Hans-Jürgen Müller Gerhard D. Schupfner SSESSSSSSo Hans-Peter Gaug'er
e-mail: auf Anfrage/upon request Postfach 10 11 61 Patentanwälte
Telegramm/cable: Maximilianstraße 6 European Patent Attorneys
MAXIMARK® München D-80085 München Mandataires en brevets europeens
HJM/MY
M. Faist GmbH & Co. KG
Michael-Faist-Straße 11-15
D-86 381 Krumbach
Schal!schutzabschirmung'
MAXIMARK Form Ol
Telefon:+49-89-219912-0 Telefax: +49-89-21 9912-20 e-mail: auf Anfrage/upon request Telegramm/cable: MAXIMARK® MDnchen
Postfach 10 11 61 Maximilianstraße 6 D-80085 München
Hans-Jürgen Müller Gerhard D. Schupfner Hans-Peter Gauger Patentanwälte European Patent Attorneys Mandataires en brevets europeens
M. Faist ...
8000. GM-DE
HJM/MY
Schal!schutzabschirmung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schallschutzabschirmung mit einer Kunststoff aufweisenden und mit Vertiefungen bzw. Kammern versehenen Materialschicht.
Eine derartige Schallschutzabschirmung ist bereits bekannt (EP 0 640 951 A2). Dabei besteht die Materialschicht aus einer porösen Weichschicht aus Schaumstoff beispielsweise unter Ver- '" wendung von Polyurethan (PU). Die Kammern sind insb. als Helmholtz-Kammern ausgebildet, bei denen eine Verbindung zwischen der Kammer und derjenigen Außenseite der Materialschicht hergestellt ist, aus welcher der Schall einfällt, damit die Schallwellen durch solche Zutrittsöffnungen in die Kammern eintreten können und Schallwellenenergie durch Resonanz innerhalb der Kammern unter Mitwirkung der weichen Kammerwände absorbiert und daher an ihrer Weiterleitung gehindert werden kann. Die Kammern weisen bei dieser und bei anderen bekannten Schallschutzabschirmungen (DE 31 17 368 Al, EP 0 214 559 A3) zylindrische oder kegelstumpfförmige Konfigurationen auf. Darüber hinaus ist es auch bekannt (GB 2 027 255 A), im Querschnitt etwa kreisförmige Hohlraumkammern in geschlossenzelligen Polyethylenschaum anzubringen, die sich durch schmale Schlitze nach einer Außenseite öffnen, so daß der Schall durch diese
MAXIMARK Form 01
schlitzförmigen Zutrittsöffnungen in die als Helmholtz-Resonatoren dienenden kammerartigen Hohlräume eindringen kann.
Es ist auch bekannt, derartige mit Kammern versehene Schaumstoffschichten zusätzlich mit einer mattenartigen Schwerschicht abzudecken, die aus beispielsweise PU-Schwerschaum besteht, der mit schweren Füllstoffen, wie Schwerspat, gefüllt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung einer Schallschutzabschirmung ohne wesentliche Beeinträchtigung der schallabschirmenden und schalldämpfenden bzw. schalldämmenden Eigenschaften zu vereinfachen.
Die Erfindung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet und in Unteransprüchen sind weitere Ausbildungen derselben beansprucht. Auch in der folgenden Beschreibung sind bevorzugte Ausführungsformen auch anhand der Zeichnung herausgestellt.
Gemäß der Erfindung wird die Schwerschicht mit den Vertiefungen bzw. Kammern versehen, so daß sich die bisher für notwendig erachtete Verwendung einer zusätzlichen Weichschaumschicht erübrigt.
Unter einer „Schwerschicht" wird hier folgendes verstanden: Die Schwerschicht besteht im wesentlichen aus einem thermoplastischen Kunststoff, bevorzugt Polyurethan oder Polypropylen, der mit sogen. „Schwerstoffen" versetzt ist. Hierzu eignet sich besonders Schwerspat (BaSO,}) . Die Schwerschicht sollte eine Materialdichte von mindestens 1 g/cm3 aufweisen. Bevorzugte Materialdichten der Schwerschicht liegen im Bereich zwischen 0,5 g/cm3 und 5 g/cm3, insb. zwischen 1,5 und 3 g/cm3. Auch Polyolefin-Elastomere (POE) eignen sich gut für die Schwerschicht.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die Materialeigenschaften dieser Schwerschicht in Verbindung mit deren durch die Kammern erhaltenen Strukturierung zu einer sehr beträchtlichen Dämmung von Schallenergie führen. Die physikalischen Ursachen hierfür sind noch nicht genügend wissenschaftlich erklärbar. Es wird angenommen, daß die von den Kammerhohlräumen und Kammerwänden gebildeten Feder-Masse-Systeme hierzu wesentlich beitragen; dabei entspricht der Kammerhohlräume in Richtung zum Schalleinfall abschließende Schwerschichtteil der „Masse" und entsprechen die Kammerhohlräume sowie die diese seitlich begrenzenden Teile der Schwerschicht, nämlich die Kammerwände, der „Feder" des Masse-Feder-Systems .
Dabei empfiehlt es sich, die Böden der Kammern kugelkalottenförmig auszubilden. Die Kammern öffnen sich nach mindestens einer Außenseite der Schwerschicht. Wenn die Schwerschicht mit solchen Kammern an beiden Außenseiten versehen ist, ergeben sich weitere Verbesserungen. Im Unterschied zu den bekannten Kammern, die als Helmholtz-Resonatoren wirken, öffnen sich die Kammern in der Schwerschicht zur Außenseite ohne Verengungen, wie dies noch anhand der Zeichnung näher erläutert wird.
Es werden porenlose Schwerschichten bevorzugt.
Nach einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung wird eine Außenseite der Schwerschicht mit einer dünnen Metallschicht, insb. einer Aluminiumfolie abgedeckt, wodurch die Schallschutz ab schirmung gleichzeitig auch als „Hitzeschild" verwendbar ist. Diese Ausbildung der Erfindung eignet sich vor allem zur Anwendung in heißen Bereichen wie in der Umgebung von Verbrennungsmotoren und deren Abgas- bzw. Auspuffkanälen in Kraftfahrzeugen. Die Aluminiumfolie wirkt über den Hohlräumen,
welche die Schwerschicht in Richtung zum Schalleinfall bilden, als Membranabsorber.
Ausführungsbeispiele für die Erfindung werden anhand der Zeichnungen im folgenden näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 einen schematischen Querschnitt durch eine dreidimensional geformte Schallschutzabschirmung, die als Stirnwandabdichtung zwischen Fahrgastraum und Motorraum eines Kraftfahrzeugs an einem dort befindlichen Trennblech befestigt ist;
Figur 2 einen vergrößerten Querschnitt durch den Bereich S von Figur 1, und zwar ohne Darstellung des Bleches;
Figur 3 eine Aufsicht auf einen Teil der Schallschutzabschirmung von Figur 2 von unten;
Figur 4 einen schematischen vergrößerten Querschnitt durch eine andere Ausbildung der Erfindung;
Figur 5 einen entsprechenden Querschnitt durch eine weitere Ausbildung der Erfindung;
Figur 6 einen Querschnitt durch eine weitere Ausbildung der Erfindung und
Figur 7 einen Querschnitt durch eine Variante der Erfindung.
Gemäß Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Schallschutzabschirmung, gebildet durch eine Schwerschicht 1, derart verformt, daß sie sich den Konturen des Bleches 4 zwischen
Fahrgastraum und Motorraum im wesentlichen anpaßt und mit
seiner Außenseite 6 in Richtung zum Motorraum weist.
Gemäß Figur 2 ist die Schwerschicht 1, welche aus porenlosem PUR-Schwerschaum besteht, an der hier nach unten weisenden Außenseite 5 mit halbkugeligen Kammern 2 versehen, deren
kalottenförmigen Kammerböden 12 in die Außenseite 5 übergehen und dort um den Abstand A voneinander beabstandet sind, so daß Stege la der Schwerschicht 1 zwischen Nachbarkammern 2 und die Luftpolster als „Feder" für das Feder-Masse-System zur Verfügung stehen. An der oberen Außenseite 6, d.h. dem
Schalleinfall zugewandt, ist die Schwerschicht 1 glatt; sie wirkt dort (la) als „Masse" des Feder-Masse-Systems.
Wie deutlich aus Figur 3 ersichtlich ist, sind in den
Zwischenräumen zwischen den größeren halbkugeligen Kammern kleinere und ebenfalls halbkugelige Kammern 2a mit dem
Durchmesser d angeordnet, wodurch sich dort die Abstände A zwischen größeren Nachbarkammern 2 und daher die Dicke der Stege la vermindern zum Abstand a zwischen jeweils einer
größeren Kammer 2 und einer kleineren Kammer 2a. Es werden etwa folgende Dimensionen bevorzugt:
D 20 mm
d 10 mm
A 3 mm
a = 1 mm
Bei der Ausbildungsform von Figur 4 sind die Kammern 2, 2b tiefer ausgebildet. An die halbkugeligen Teile mit den
Kammerböden 12 schließen sich zylinderförmige Teile mit den zylindrischen Mantelflächen 13 an. Außerdem öffnen sich
Kammern 2, 2b nach beiden Außenseiten 5 und 6 der Schwerschicht
1. Die obere Außenseite 6 der Schwerschicht 1 und die
dort sich zur Außenseite 6 öffnenden Kammern 2 sind abgedeckt durch eine Metallfolie 3 aus Aluminium mit einer Schichtdicke von 0,1 mm. Diese Metallfolie 3 wirkt im Bereich der Hohlkammern, d.h. der durch diese Metallfolie 3 abgedeckten Kammern 2/ als Membranabsorbersystem.
Die andere nach unten weisende Außenseite 5 der Schwerschicht 1 ist auf das Blech 4 aufgesetzt. Der mittlere Teil (la) der Schwerschicht 1, der die unteren Kammern 2a nach oben, d.h. zum Schalleinfall hin abdeckt, wirkt als „Masse", während die unteren Kammerhohlräume 2b und deren seitlichen Mantelflächen 13 mit derem Schwerschichtmaterial als „Federn" wirken. Der Gesamtaufbau bildet daher ein Feder-Masse-Absorbersystem.
Eine erfindungsgemäße Schallschutzabschirmung ist sehr einfach herstellbar, beispielsweise durch Spritzgießen oder Spritzpressen.
Eine noch einfacher Herstellung erfolgt durch Hindurchziehen der noch teigigen Masse des Schwerschichtmaterials durch einen von zwei Walzen gebildeten Spalt. Dabei sind die Walzenoberflächen mit kleinen Erhöhungen versehen, welche sich in das teigförmige Material eindrücken und dort die Kammern 2, 2a einprägen, die dann nachdem Verfestigen der teigigen Masse ihre Form behalten. Im Falle der Abdeckung durch eine Aluminiumschicht wird diese anschließend auf die mit den Kammern versehene Schwerschicht aufkaschiert.
Nach Figur 5 erfolgt die Herstellung dadurch, daß ein Netz sich kreuzender dünner Stäbe aus z.B. Kunststoff auf eine flach aufgespannte und noch teigige Schwerfolie aufgelegt wird. Während der Folienrand in einem Rahmen fest eingespannt bleibt, wird die Schwerfolie mittels Vakuum durch das Netz der Stäbe in ein Formnest gezogen, wodurch sich nun um die Stäbe,
die in Figur 5 mit 14 versinnbildlicht sind, Schwerfolienmasse ansammelt, das über die Materialstege 15 mit dem noch teigigen Folienrest 16 verbunden bleibt, welcher zur Bildung von Kammern 2 an den Stegen 15 bauchartig verformt wird. An die Köpfe 17 der Materialstege 15 ist die Aluminiumfolie 3 angeklebt. Anschließend erfolgt das Verfestigen des derart verformten Schwerfolienkörpers.
Gemäß Figur 6 sind die Kammern 2b durch glockenartig profilierte Schwerschichtteile 1 gebildet, deren Köpfe 17 an der Aluminiumfolie 3 anstoßen.
Bei dem Beispiel von Figur 7 ist die EPDM Schwerschicht 1 als wabenähnliches Gebilde einzelner topfartig profilierter Teile geformt.

Claims (16)

Anspruchsfassung
1. Schallschutzabschirmung mit einer Kunststoff aufweisenden und mit Vertiefungen bzw. Kammern versehenen Materialschicht,
dadurch gekennzeichnet, daß die Materialschicht als Schwerschicht (1) ausgebildet
ist.
2. Schallschutzabschirmung nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, daß die Schwerschicht (1) Polyurethan aufweist.
3. Schallschutzabschirmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerschicht (1) POE aufweist.
4. Schallschutzabschirmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerschicht (1) EPDM aufweist.
5. Schallschutzabschirmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerschicht (1) Polypropylen aufweist.
MAXIMARK Form Ol
-2 -
6. Schallschutzabschirmung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerschicht (1) Schwerspat (BaSO,}) aufweist.
7. Schallschutzabschirmung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (2, 2a) im Querschnitt kalottenartig gewölbte Kammerböden (12) aufweisen.
8. Schallschutzabschirmung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (2, 2a) zylinderförmige Kammerwände (13) zwischen den Kammerböden (12) und mindestens einer der beiden Außenseiten (5, 6) der Schwerschicht (1) aufweisen,
9. Schallschutzabschirmung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (2, 2a) ein wabenförmig strukturiertes Gebilde formen.
10.Schallschutzabschirmung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (2, 2a) durch im Querschnitt topf- oder glockenförmige Kammerwände gebildet sind.
11.Schallschutzabschirmung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich Kammern (2, 2a) nach beiden Außenseiten (5, 6) der Schwerschicht (1) öffnen.
12.Schallschgutzabschirmung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände (A, a) zwischen benachbarten Kammern (2, 2a) an der betreffenden Außenseite (5, 6) der Schwerschicht (1) wesentlich weniger betragen als die Durchmesser (D, d) der betreffenden Kammern (2, 2a).
13.Schallschutzabschirmung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerschicht (1) porenartige Hohlräume aufweist.
14.Schallschutzabschirmung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerschicht (1) an einer Außenseite (6) mit einer Metallschicht (3) abgedeckt ist.
15.Schallschutzabschirmung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerschicht eine Materialschichtdicke zwischen 1 mm und 40 mm aufweist.
16.Schallschutzabschirmung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialdichte der Schwerschicht (1) zwischen 0,5 und 5 g/cm3 beträgt.
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