DE3430775A1 - CARPET PART, METHOD FOR ITS PRODUCTION AND USE - Google Patents
CARPET PART, METHOD FOR ITS PRODUCTION AND USEInfo
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Description
Teppichteil t Verfahren zu seiner Herstellung und Sieine VerwendungCarpet part t Process for its manufacture and its use
ig Die vorliegende Erfindung betrifft Teppichteile zur Schallisolation, die lose in Kraftfahrzeuge eingelegt werden und den Innengeräuschpegel von Kraftfahrzeugen absenken. ig The present invention relates to carpet parts for Sound insulation that is loosely inserted into motor vehicles and reduces the interior noise level of motor vehicles.
Ig Niedrige Innengeräuschpegel in Kraftfahrzeugen, speziell in Personenkraftwagen, sind bei den heutigen Ansprüchen an den Geräuschkomfort ein wichtiges Verkaufsargument. Die Industrie hat daher eine Vielzahl von Materialien und Systemen zur Schallisolierung in PersonenkraftwagenIg Low interior noise levels in motor vehicles, especially in passenger cars, are an important selling point with today's demands on noise comfort. The industry therefore has a wide variety of materials and systems for soundproofing passenger vehicles
2Q entwickelt, die heute serienmäßig eingebaut werden.2Q, which are now installed as standard.
Aufgrund der Abmessungen der Fahrgasträume und der Anregung über entsprechende Frequenzen aus dem Spektrum des Motors werden insbesondere bei 4Zylinder-Fahrzeugen imDue to the dimensions of the passenger compartments and the excitation via corresponding frequencies from the spectrum of the Motors are used in 4-cylinder vehicles in particular
2g Bereich der Zündfrequenz (zweite Motorordnung) störende Brummerscheinungen verursacht, die sich in der Fahrgastkabine bei Pegelmessungen in Abhängigkeit von der Drehzahl als deutlich hörbare Resonanzschwingungen darstellen. Es ist daher ein generelles Ziel von Maßnahmen zur Schall-2g range of ignition frequency (second engine order) disruptive Causes humming in the passenger cabin when measuring levels as a function of the speed as clearly audible resonance vibrations. It is therefore a general goal of measures to reduce noise
OQ isolation, derartige Resonanzschwingungen zu vermeiden. Der Pegelanstieg mit der Drehzahl soll möglichst gleichmäßig erfolgen.OQ isolation to avoid such resonance vibrations. The level increase with the speed should be as uniform as possible.
Aus der Literatur (Betzhold, Ch. "Der Einfluß der Luftqp. schalldämmung auf das Innengeräusch von Straßenfahrzeugen", Glasers Annalen, Jahrgang 87, Heft 2, Februar 1963,From the literature (Betzhold, Ch. "The influence of the air qp. Soundproofing on the interior noise of road vehicles ", Glaser's Annalen, Volume 87, Issue 2, February 1963,
• ■■ : 3A30775• ■■ : 3A30775
S. 63 bis 66, Georg Siemens Verlagsbuchhandlung, Berlin und Bielefeld; Kurz, K. "Zur Deutung einiger typischer Frequenzanalysen von Fahrzeuginnengeräuschen", dito, Jahrgang 87, Heft 4, April 1963, S. 207 bis 210; Richtlinie VDI 2574 "Hinweise für die Bewertung der Innengeräusche von Kraftfahrzeugen") ist der Zusammenhang zwischen Motordrehzahlen und Resonanzschwingungen des Fahrgastraumes bekannt. Ebenso ist es bekannt, daß die Resonanzfrequenz von Schallisolationssystemen, die als Masse-Feder-Systeme aufgebaut sind, außerhalb der störenden Motorfrequenzen liegen soll. Bei einer vom Fahrzeughersteller im Regelfall fest vorgegebenen Einbautiefe der Schallisolierung können Verschiebungen der Resonanzfrequenz, insbesondere bei weitgehend gleichmäßiger Dicke der Isolierschichten, nur in sehr begrenztem Maße durch Massenerhöhungen vorgenommen werden. Eine weitere Möglichkeit zur "Verschmierung11 der Resonanzfrequenz besteht darin, die Kunststoffschaumschicht eines Isolationsteils unterschiedlich dick auszuführen und in ihr Einprägungen oder Erhebungen vorzusehen (vergl. DE-PS 20 64 445).Pp. 63 to 66, Georg Siemens Verlagbuchhandlung, Berlin and Bielefeld; Kurz, K. "For the interpretation of some typical frequency analyzes of vehicle interior noises", ditto, Volume 87, Issue 4, April 1963, pp. 207 to 210; Guideline VDI 2574 "Instructions for the evaluation of interior noise in motor vehicles"), the relationship between engine speeds and resonance vibrations in the passenger compartment is known. It is also known that the resonance frequency of sound insulation systems, which are constructed as mass-spring systems, should be outside the interfering engine frequencies. With a built-in depth of the sound insulation that is usually fixed by the vehicle manufacturer, shifts in the resonance frequency, in particular with a largely uniform thickness of the insulation layers, can only be carried out to a very limited extent by increasing the mass. Another possibility for "smearing 11 of the resonance frequency" is to make the plastic foam layer of an insulating part of different thicknesses and to provide embossments or elevations in it (cf. DE-PS 20 64 445).
Im Sinne der Komfortsteigerung und unter Berücksichtigung einer möglichst rationellen Einbauweise am Band werden zunehmend auch Dekorausstattungen wie z.B. Teppichteile als Bestandteil einer Schallisolierung verwendet. Diese Möglichkeit wird in einer Reihe von Patenten bzw. Patentanmeldungen beschrieben. Dabei ist die Verwendung von Teppichen mit schall- und wärmedämmenden Unterschichten, auch in Verbindung mit einer zusätzlichen weichelastischen Feder, wie z.B. Schaumstoff, an sich bekannt. Angaben dazu finden sich in der DE-OS 30 43 674 "Extrudierbare Masse für die Herstellung einer thermoplastischen, schall- und wärmedämmenden Unterschicht für Teppiche sowie Teppiche mit einer solchen extrudierbaren Unterschicht und Verfahren zu deren Herstellung". Weitere ähnliche Lösungen finden sich in der DE-OS 31 08 567 "Schallisolierender TeppichIn the interests of increasing comfort and taking into account the most efficient installation possible on the belt, they are increasing Decorative fittings such as carpets are also used as part of sound insulation. This possibility is described in a number of patents and patent applications. The use of Carpets with sound and heat insulating sublayers, also in connection with an additional soft elastic Spring, such as foam, is known per se. Information on this can be found in DE-OS 30 43 674 "Extrudables Compound for the production of a thermoplastic, sound and heat insulating sub-layer for carpets and carpets with such an extrudable backsheet and process for making it ". Find other similar solutions DE-OS 31 08 567 "Sound-insulating carpet
-δι sowie Verfahren zu seiner Herstellung" und in der DE-OS 28 09 347 "Verfahren zur Herstellung eines geformten schallisolierenden Boden- oder Wandbelages und das dabei erhaltene Produkt".-δι and process for its production "and in the DE-OS 28 09 347 "Method of making a molded sound-insulating Floor or wall covering and the product obtained thereby ".
In den genannten drei Druckschriften werden dabei lediglich Angaben über die räumlichen Anordnungen derartiger Systeme gemacht bzw. spezielle Herstellungsverfahren beschrieben. Das Problem einer Verschiebung von Resonanzfrequenzen bei gleichbleibenden Einbautiefen wird weder behandelt noch werden Lösungen für dieses Problem angedeutet. In the three mentioned publications, only information about the spatial arrangements of such types is given Systems made or special manufacturing processes described. The problem of a shift in resonance frequencies If the installation depths remain the same, no treatment is given and no solutions to this problem are suggested.
In der DE-OS 25 38 607 "Schallisoliermaterial" wird einIn DE-OS 25 38 607 "sound insulating material" is a
IQ dreischichtiger Aufbau beschrieben, bestehend aus Teppich/ Thermoplast/Schaum, wobei angegeben wird, daß die Schichten Thermoplast und Schaum auch vertauscht werden können, es fehlen jedoch wiederum alle Angaben zur Verschiebung von Resonanzfrequenzen zur Beseitigung von Brummgeräuschen. IQ describes a three-layer structure, consisting of carpet / thermoplastic / foam, whereby it is stated that the thermoplastic and foam layers can also be interchanged, but again all information on the shifting of resonance frequencies to eliminate humming noises is missing.
Das gleiche gilt auch für die DE-OS 31 04 835 "Hinterschäumte textile Flächenverkleidung und Verfahren zu ihrer Herstellung", die zwar eine Unterschicht beschreibt, die auch eine Kombination verschiedener Schäume sein kann. Das spezielle Problem der Verlagerung der Resonanzfrequenz aus dem Bereich der Motorengeräusche wird jedoch nicht angesprochen. Ferner ist noch die DE-OS 20 06 741 zu erwähnen, die inhaltlich weitgehend die DE-OS 25 38 607 vorwegnimmt, und die den Titel hat "Mehrschichtiges schalldämmendes Bauteil für eine aus Blechpreßteilen zusammenge-The same also applies to DE-OS 31 04 835 "Back-foamed textile surface cladding and methods for its Production ", which describes an underlayer, which can also be a combination of different foams. However, the special problem of shifting the resonance frequency out of the range of the engine noise does not arise addressed. Furthermore, DE-OS 20 06 741 should be mentioned, the content of which is largely DE-OS 25 38 607 anticipates, and which has the title "Multi-layer sound-absorbing component for a
QQ setzte Karosserie". Diese Veröffentlichung stammt aus dem spezifischen Bereich der Kraftfahrzeugindustrie, enthält jedoch keinerlei Hinweis auf eine Lösung des Problems der Verschiebung von störenden Resonanzfrequenzen.QQ continued body ". This publication dates from the specific area of the automotive industry, but does not contain any suggestion of a solution to the problem the shift of disruptive resonance frequencies.
gc In allen soeben genannten Druckschriften wird die akustische Wirkung der verschiedenen Anordnungen pauschal als Schall-gc In all of the publications just mentioned, the acoustic Effect of the various arrangements as a lump sum as sound
isolierung bezeichnet. Der Fachmann findet in ihnen keine Angaben über Möglichkeiten zur Optimierung hinsichtlich Lage bzw. Verschiebung der Resonanzfrequenzen mit dem Ziel, störende Resonanzschwingungen zu vermeiden. 5insulation. The person skilled in the art will not find any information in them about possibilities for optimization with regard to Position or shift of the resonance frequencies with the aim of avoiding disruptive resonance vibrations. 5
Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, bei vorgebenen Einbautiefen, unabhängig davon, ob diese eine gleichmäßige oder über die Fläche verteilte ungleichmässige Dicke aufweisen, ein solches Schallisolationssystem in Form eines Dekor- oder Teppichteils anzugeben, dessen innere Struktur in einfacher Weise an die speziellen akustischen Bedingungen des jeweiligen Fahrzeugs angepaßt werden kann, so daß die Resonanzfrequenz eines solchen Isolationsteils außerhalb der störenden MotorfrequenzThe invention is now based on the object, with predetermined installation depths, regardless of whether this one have uniform or uneven thickness distributed over the surface, such a sound insulation system in Specify the shape of a decorative or carpet part, its internal structure in a simple manner to the special acoustic conditions of the respective vehicle can be adapted, so that the resonance frequency of such Part of the insulation outside the interfering motor frequency
!5 liegt.! 5 lies.
Diese Aufgabe wird durch Teppichteile, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihrer Verwendung gelöst, wie sie in den Patentansprüchen beschrieben sind und sich für den Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung ergeben.This object is achieved by carpet parts, processes for their manufacture and their use, as described in the Claims are described and will become apparent to those skilled in the art from the following description.
Erfindungsgemäß wird somit ein Schallisolationsteil in Form eines Teppichteils geschaffen, das als Masse-Feder-System wirkt und bei dem durch schichtweise Änderungen der Strömungswiderstände in der visko- bzw. weichelastischen Schicht, die als Feder eines solchen Systems dient, die notwendigen Verschiebungen der Resonanzfrequenz des Masse-Feder-Systems erreicht werden. Die erfindungsgemäßen Teppichteile werden lose und formschlüssig auf ein Fahrzeugblech aufgelegt, das als Bestandteil des Doppelwandbzw. Masse-Feder-Systems wirkt. An dem Fahrzeugblech liegt eine mindestens zweischichtige weich- bzw. viskoelastische Schicht an, die von Schäumen mit unterschiedlichem Strömungswiderstand gebildet wird. Auf diese Doppelschicht folgt als Gegenmasse des Doppelwandsystems eine möglichst biegeweiche Schwerschicht, die auf ihrer Vorderseite, zumAccording to the invention, a sound insulation part in Form of a carpet part created, which acts as a mass-spring system and in which layer-by-layer changes the flow resistances in the visco- or soft-elastic Layer, which serves as the spring of such a system, the necessary shifts in the resonance frequency of the mass-spring system can be achieved. The carpet parts according to the invention are loosely and form-fittingly on a vehicle panel laid out as part of the Doppelwandbzw. The mass-spring system works. Is on the vehicle sheet an at least two-layer soft or viscoelastic layer, that of foams with different flow resistance is formed. This double layer is followed by a counterweight of the double wall system, if possible pliable heavy layer, which on its front side, for
' : .'■"-' 3430775 -ιοί Fahrgastraum zeigend, den Teppich als Dekor und äußeren Abschluß trägt.' : .' ■ "- ' 3430775 -ιοί showing the passenger compartment, with the carpet as decoration and exterior finish.
Die Schaumstoffschichten in der weichelastischen Schicht können dabei je nach Lage der Resonanzfrequenzen des Fahrgastinnenraums so angeordnet sein, daß auf das Fahrzeugblech eine Schicht mit niedrigem Strömungswiderstand entsprechend einer relativ geringen Luftschallabsorption beim Durchgang des Schalles anliegt, auf die eine relativ dünne Schicht aus einem Schaumstoff mit hohem Strömungswiderstand folgt, der auch bei geringer Schichtdicke eine wirksame Schallabsorption ermöglicht.The foam layers in the soft elastic layer can be arranged depending on the position of the resonance frequencies of the passenger compartment so that on the vehicle panel a layer with low flow resistance corresponding to a relatively low airborne sound absorption Passage of the sound is applied, on which a relatively thin layer of a foam with high flow resistance follows, which enables effective sound absorption even with a thin layer.
Eine solche Anordnung bildet ein tief abgestimmtes Masseln 5 Feder-System, das für solche Kraftfahrzeuge bevorzugt ist, deren Resonanzfrequenzen in anderen Bereichen liegen.Such an arrangement forms a deeply tuned ingot 5 spring system, which is preferred for such motor vehicles, whose resonance frequencies are in other ranges.
Liegen die Resonanzfrequenzen in einer Größenordnung, die zum Beispiel den Resonanzfrequenzen des eben beschriebenen Systems entsprechen, ist es wünschenswert, die Resonanzfrequenz zu höheren Frequenzen hin zu verschieben, ohne daß Einbautiefe und Massen- (Gewichts-)Relationen verändert werden müssen. Es ist ein besonders wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß das erfindungsgemäß in einfacher Weise dadurch möglich ist, daß man die eben genannten Schaumstoffschichten umschichtet. Es kommt dann die Schaumstoffschicht mit hohem Strömungswiderstand auf das Blech zu liegen, und die Schaumstoffschicht mit niedrigerem Strömungswiderstand schließt sich an und wird vonAre the resonance frequencies in an order of magnitude, for example the resonance frequencies of the one just described System correspond, it is desirable to shift the resonance frequency to higher frequencies without Installation depth and mass (weight) relations must be changed. It's a particularly important benefit of the present invention that the invention is possible in a simple manner that the flat called foam layers. It comes then the foam layer with high flow resistance the sheet metal to lie, and the foam layer with lower Flow resistance joins and is of
go der abschließenden biegeweichen oder biegesteifen Schwerschicht mit dem Teppich gefolgt. Durch die Umschichtung der beiden Schaumstoffschichten wird überraschenderweise eine Verschiebung der Resonanzfrequenz über mehrere Terzen erreicht.go to the final flexible or rigid heavy layer followed with the carpet. The rearrangement of the two foam layers surprisingly a shift in the resonance frequency over several thirds is achieved.
Diese Möglichkeit der Verschiebungen derThis possibility of shifts the
Resonanzfrequenzen durch Ausnutzung der akustischen Wirkungen unterschiedlicher Strömungswiderstände in gekoppelten Schaumstoffschichten, insbesondere in Kombination mit Teppich/Schwerschicht war bisher unbekannt.Resonance frequencies by utilizing the acoustic effects of different flow resistances in coupled Foam layers, especially in combination with carpet / heavy layer, was previously unknown.
Die chemische Natur der verwendeten Schäume ist an sich für die vorliegende Erfindung ohne Bedeutung. Es können alle Schaumstoffmaterialien verwendet werden, die eine IQ praktische Herstellung der Teile ermöglichen und für derartige Zwecke verwendet werden. Wegen ihrer guten Verarbeitbarkeit und großen Variationsbreite sind dabei jedoch Polyurethan-Schaumstoffe besonders geeignet.The chemical nature of the foams used is per se of no importance for the present invention. It can all foam materials are used that have a IQ enable practical manufacture of the parts and for such Purposes. However, because of their good processability and wide range of variation, there are Polyurethane foams are particularly suitable.
2g Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die
Figuren noch weiter erläutert.
Es zeigen:2g The invention is explained in more detail below with reference to the figures.
Show it:
Fig. 1 ein Teppichteil, das ein tiefabgestimmtes Masse-Feder-Systern darstellt, bei dem die SchaumFig. 1 shows a carpet part, which has a deeply tuned mass-spring system represents in which the foam
stoffschicht mit niedrigem Strömungswiderstand als unterste Schicht des Teppichteils am Fahrzeugblech anliegt;Fabric layer with low flow resistance as the bottom layer of the carpet part on the vehicle sheet is applied;
ok Fig. 2 zeigt den Verlauf der Schalldämmung als Funktion der Frequenz für ein System gemäß Fig. 1;ok Fig. 2 shows the course of the sound insulation as a function the frequency for a system according to FIG. 1;
Fig. 3 zeigt den Verlauf der Schalldämmung als Funktion der Frequenz bei einem System, bei demFig. 3 shows the course of the sound insulation as a function of the frequency in a system in which
OQ gegenüber dem in Fig. 1 dargestellten SystemOQ compared to the system shown in FIG
die beiden Schaumstoffschichten umgeschichtet wurden.the two layers of foam rearranged became.
Bezugnehmend auf Fig. 1 besteht ein erfindungsgemäßes op- Teppichteil in einer möglichen Ausführungsform aus folgenden Schichten (vom Fahrgastraum her gesehen): Einer Teppichschicht 1, einer, vorzugsweise biegeweichen,Referring to Fig. 1, there is one according to the invention op carpet part in one possible embodiment from the following Layers (seen from the passenger compartment): A carpet layer 1, one, preferably flexible,
Schwerschicht 2, einer dünneren Schaumstoffschicht mit hohem Strömungswiderstand 3 und einer dickeren Schaumstoff schicht mit niedrigem Strömungswiderstand 4. Ein solches Teppichteil ist auf das Blech eines Fahrzeugs lose aufgelegt, das in der Figur mit 5 bezeichnet ist. Der Teppich 1 dient als Dekor und bildet den äußeren Abschluß zum Fahrgastraum. Ein solches Teppichteil bildet in Verbindung mit dem Fahrzeugblech ein schallisolierendes Doppelwandsystem. Als Dicke bzw. Abstand der beiden Wandschalen wird üblicherweise die Federdicke eingesetzt, die in diesem Fall aus den zwei Schaumstoffschichten 3 und 4 mit unterschiedlichem Strömungswiderstand besteht. Da die erfindungsgemäßen Teppichteile vorzugsweise lose in das Fahrzeug eingelegt werden, wird zur Schallisolierung zunächst die Reibungsdämpfung zwischen dem Schaum und dem Fahrzeugblech genutzt. Hierdurch erfolgt bereits ein Energieentzug von der als Luftschall übertragenen Schallenergie. Weitere Relativbewegungen ergeben sich an der Grenzschicht zwischen dem Schaum mit dem niedrigen und dem Schaum mit dem hohen Strömungswiderstand. Die Grenzschicht zwischen dem Schaum mit hohem Strömungswiderstand und der biegeweichen Schwerschicht bleibt quasi in Ruhe, da die biegeweiche Schwerschicht kaum nennenswerte Biegeschwingungen ausführt. In wirksamer Weise macht sich dann der Energieentzug durchLuftschallabsorption im Schaum mit niedrigem und im Schaum mit hohem Strömungswiderstand auch in der Luftschalldämmung bemerkbar. Letztlich entsteht durch die beschriebene Kombination unter Ausnutzung der verschiedenen Energie entziehenden EffekteHeavy layer 2, a thinner foam layer with high flow resistance 3 and a thicker foam layer with low flow resistance 4. Such a carpet part is placed loosely on the sheet metal of a vehicle, which is denoted by 5 in the figure. The carpet 1 serves as a decoration and forms the external conclusion to the passenger compartment. Such a carpet part forms a sound-insulating double wall system in connection with the vehicle sheet metal. The thickness of the spring, which in this case consists of the two foam layers 3 and 4 with different flow resistance, is usually used as the thickness or distance between the two wall shells. Since the carpet parts according to the invention are preferably placed loosely in the vehicle, the friction damping between the foam and the vehicle sheet metal is first used for sound insulation. As a result, energy is already extracted from the sound energy transmitted as airborne sound. Further relative movements arise at the boundary layer between the foam with low and d em foam with high flow resistance. The boundary layer between the foam with high flow resistance and the flexible heavy layer remains quasi at rest, since the flexible heavy layer hardly performs any significant bending vibrations. The extraction of energy through airborne sound absorption is then effectively noticeable in the foam with low flow resistance and in the foam with high flow resistance also in the airborne sound insulation. Ultimately, the combination described results from exploiting the various energy-extracting effects
ag ein tief abgestimmtes Masse-Feder-System mit hoher Schalldämmung. Die Resonanzfrequenz eines solches Aufbaus kann in bekannter Weise (vergl. z.B. Cremer, L. "Vorlesungen über technische Akustik", Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York, 1971) ermittelt werden. Der Verlauf derag a deeply coordinated mass-spring system with high sound insulation. The resonance frequency of such a structure can be determined in a known manner (see e.g. Cremer, L. "Vorlesungen on technical acoustics ", Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York, 1971). The course of the
or Schalldämmung als Funktion der Frequenz ist in Fig. 2 dargestellt.or sound insulation as a function of frequency is shown in Fig. 2 shown.
Soll für eine bestimmte Aufgabenstellung die Resonanzfrequenz zu höheren Frequenzen hin verschoben werden, ohne daß dabei Einbautiefe und Massen-(Gewichts-)Relationen verändert werden, kann das in einfacher Weise dadurch geschehen, daß die Schaumstoffschicht mit hohem Strömungswiderstand so angeordnet wird, daß sie auf das Blech zu liegen kommt. Daran schließt sich der Schaumstoff mit niedrigem Strömungswiderstand an, worauf die Schwerschicht mit dem Teppich folgt. Fig. 3 zeigt, daß dadurch überraschenderweise eine Verschiebung der Resonanzfrequenz über mehrere Terzen erreicht werden kann.Should the resonance frequency be shifted to higher frequencies for a specific task without that the installation depth and mass (weight) relations are changed, this can be done in a simple manner, that the foam layer with high flow resistance is arranged so that it comes to rest on the sheet. This is followed by the foam low flow resistance, followed by the heavy layer with the carpet. Fig. 3 shows that surprisingly a shift in the resonance frequency over several thirds can be achieved.
Die Schwerschicht kann in jedem Falle biegeweich ausgeführt sein. Aus Gründen einer gewünschten Trittfestigkeit kann es jedoch insbesondere bei dem zuletzt beschriebenen Isolationssystem erforderlich werden, daß die Schwerschicht biegesteifer eingestellt werden muß. Hierdurch ändert sich die Lage der einmal eingestellten Resonanzfrequenz nicht, sondern es wird lediglich der Dämmverlauf als Funktion der Frequenz im Sinne einer Verminderung der Dämmwirkung beeinflußt. Diese wird somit durch die Steifigkeit bzw. Biegeweichheit der wirksamen Schwerschicht beeinflußt. Dies hängt mit dem veränderten Abstrahlverhalten der biegesteiferen gegenüber der biegeweicheren Schwerschicht zusammen.The heavy layer can in any case be made flexible. For reasons of a desired crush resistance, however, it may be necessary, particularly in the case of the insulation system described last, that the heavy layer must be adjusted to be more rigid. As a result, the position of the resonance frequency that has been set does not change, but only the course of the insulation is influenced as a function of the frequency in the sense of a reduction in the insulation effect. This is thus influenced by the rigidity or flexibility of the effective heavy layer. This is related to the changed radiation behavior of the more rigid compared to the more flexible heavy layer.
Die Wirksamkeit der schalldämmenden Schicht unmittelbar hinter dem Teppich hängt lediglich von der Flächenmasse und der Biegeweichheit ab. Es ist aus der DE-OS 20 06The effectiveness of the sound-absorbing layer immediately behind the carpet only depends on the weight per unit area and bending softness. It is from DE-OS 20 06
QQ bekannt, daß die Flächenmasse größer als 4,0 kg/m2 sein soll, während sie gemäß DE-OS 28 09 347 in der Größenordnung von 2,0 kg/m2 liegen soll. Erfindungsgemäß weist die schalldämmende Schwerschicht eine Mindest-Flächenmasse von 2,0 kg/m2 auf. Zur wirksamen Flächenmasse wirdQQ known that the basis weight should be greater than 4.0 kg / m 2 , while according to DE-OS 28 09 347 it should be in the order of 2.0 kg / m 2 . According to the invention, the sound-absorbing heavy layer has a minimum weight per unit area of 2.0 kg / m 2 . The effective basis weight becomes
gg die Teppichmasse addiert.gg added the carpet mass.
Ein bevorzugtes Material für die Schichten mit niedrigem bzw. hohem Strömungswiderstand sind Schaumstoffe, vorzugsweise geschnittene Schaumstoffe. Es ist bei einer Abwandlung jedoch auch möglich, die geschichteten Schäume durch Vlies-jeoder ähnliche textlien Materialien mit gleichen akustischen Eigenschaften zu ersetzen. Auch der Teppich kann durch beliebige Textil- oder Kunststoff-Fasergewirke ersetzt werden. Bei entsprechender Bemessung dieser anderen Materialien im Hinblick auf die wirksame Flächenmasse, kann dann die sonst erforderliche Schwerschicht entfallen, wenn sie durch die gezielt bemessene Flächenmasse bei adäquater Biegeweichheit der anderen Materialien von der akustischen Wirkung her ersetzt wird.A preferred material for the layers with low or high flow resistance are foams, preferably cut foams. In a modification, however, it is also possible to use the layered foams by using fleece or similar textile materials to replace the same acoustic properties. The carpet can also be made of any textile or synthetic fiber knitted fabric be replaced. When properly dimensioning these other materials in terms of effective Weight per unit area, can then be the otherwise required heavy layer do not apply if the other materials are sufficiently flexible due to the specifically dimensioned basis weight is replaced by the acoustic effect.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß Schichten und Umschichtungen von Materialien mit unterschiedlichem (niedrigem und hohem) Strömungswiderstand Resonanzfrequenz-Verschiebungen in einem solchen Ausmaß ermöglichen, daß zahlreiche Isolationsprobleme auf neuartige Weise bei gleichbleibenden Einbautiefen gelöst werden können.The present invention is based on the knowledge that layers and rearrangements of materials with different (low and high) flow resistance resonance frequency shifts to such an extent enable numerous insulation problems to be solved in a novel way with the same installation depths can be.
Die Absolutwerte der physikalischen Parameter der einzelnen Schichten können dabei in weiten Bereichen variieren, wobei dem Fachmann eine Anpassung an die jeweilige Problemstellung möglich ist. Wie bereits ausgeführt, können die einzelnen Schichten auch chemisch beliebig aufgebaut sein, solange die erfindungsgemäßen Prinzipien verwirklicht werden.The absolute values of the physical parameters of the individual layers can vary within wide ranges, an adaptation to the respective problem is possible for the person skilled in the art. As already stated, the individual layers can also have any chemical structure, as long as the principles according to the invention are adhered to be realized.
Bei Schaumstoffen sind dabei als Schäume mit hohemIn the case of foams, foams are considered to have a high
Strömungswiderstand z.B» Schäume mit kleinen Poren und relativ hoher Dichte geeignet. Schäume mit niedrigem Strömungswiderstand weisen eine großvolumigere Struktur gg auf und sind leichter.Flow resistance e.g. »foams with small pores and relatively high density suitable. Foams with low flow resistance have a larger volume structure gg on and are lighter.
: 3Λ30775 : 3Λ30775
Als Schäume mit hohem Strömungswiderstand sind auch geschlossenporige Schäume geeignet, während als Schäume mit niedrigem Strömungswiderstand solche geeignet sind, die offenporig sind. In diesem Fall können die Schäume gleiche Dichte aufweisen, vorzugsweise eine Dichte von 25 bis 25o kg/m , insbesondere von 25 bis 7o kg/m .Closed-pore foams are also available as foams with high flow resistance Foams are suitable, while foams with low flow resistance are those which are open-pored. In this case, the foams can have the same density, preferably a density of 25 to 25o kg / m, in particular from 25 to 70 kg / m.
Wesentlich ist vielmehr, daß erfindungsgemäß unterschiedliche Strömungswiderstande vorliegen. 10Rather, it is essential that according to the invention different There are flow resistances. 10
Für übliche Anwendungen liegen z.B. die Strömungswiderstände der Schichten mit hohem Strömungswiderstand bei mindestens 6 χ Io Nsm , vorzugsweise bei 6,9 χ 1o Nsm Andererseits liegen die Strömungswiderstände der Schichten mit niedrigem Strömungswiderstand in einem Bereich vonFor common applications, for example, the flow resistances of the layers with high flow resistance are included at least 6 χ Io Nsm, preferably at 6.9 χ 1o Nsm On the other hand, the flow resistances of the layers with low flow resistance are in a range of
3 -4 -43 -4 -4
5 bis 2oo χ 1o Nsm , vorzugsweise zwischen 5 und 3o Nsm5 to 2oo χ 1o Nsm, preferably between 5 and 3o Nsm
3 -43 -4
und insbesondere bei 5,3 χ 1o Nsm . D.h., daß größenordnungsmäßig der höhere Strömungswiderstand etwa hundert bis tausendmal so groß sein soll wie der niedrigere Strömungswiderstand.and especially at 5.3 χ 1o Nsm. That is, in terms of magnitude the higher flow resistance should be about a hundred to a thousand times as great as the lower Flow resistance.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Teppichteile kann in verschiedener Weise erfolgen. Zum einen ist es selbstverständlich möglich, die einzelnen Schichten der erfindungsgemäßen Teppichteile durch Verkleben zu verbinden. Selbstverständlich können auch nur einzelne Schichten des Schichtaufbaus miteinander verklebt werden, während die anderen z.B. auf eine der nachfolgend beschriebenen Weisen miteinander verbunden sind.The manufacture of the carpet parts according to the invention can done in different ways. On the one hand, it is of course possible to use the individual layers of the invention To connect carpet parts by gluing. Of course, only individual layers can also be used of the layer structure are glued to one another, while the others are e.g. Wise men are connected.
Außer Verkleben können die erfindungsgemäßen Teppichteile jedoch auch durch Hinterschäumen oder nach anderen Verfahren der Schaumstoffherstellung erzeugt werden.In addition to gluing, the carpet parts according to the invention can however, they can also be produced by back-foaming or by other methods of foam production.
Diese Verfahren sind in den Patentansprüchen in allge-35 These methods are in the claims in general
meiner Form beschrieben, wobei darauf hinzuweisen ist, daß die einzelnen Verfahren untereinander in nahezu beliebiger Form kombiniert werden können.In my form, it should be noted that the individual processes can be used in almost any way Form can be combined.
Beim Herstellen der erfindungsgemäßen Teppichteile durch Hinterschäumen in geschlossenen Formen übernimmt die schalldämmende biegeweiche Schwerschicht unterhalb desIn the manufacture of the carpet parts according to the invention by back-foaming in closed molds, the sound-absorbing, flexible heavy layer underneath the
Teppichs die Funktion einer Sperre, die das Hindurchtreten 5The function of a barrier that prevents passage 5
von Schaum durch den Teppich verhindert. Die Schaumstoffschichten können daher in bekannter Weise durch Schäumen in geschlossenen Formen unter Verwendung von Integralschaummaterial hergestellt werden, oder sie können auchprevented from foam through the carpet. The foam layers can therefore in a known manner by foaming in closed molds using integral foam material can be made, or they can too
in einzelnen Arbeitsgängen durch schrittweises Hinter-10 in individual work steps through step-by-step back-10
schäumen und/oder Verkleben vorgefertigter, verformter Teile hergestellt werden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, beispielsweise Halbzeuge zu verwenden, die aus dem Teppich der darauffolgenden Schwerschicht sowie ggf.foaming and / or gluing prefabricated, deformed Parts are manufactured. It has proven to be advantageous, for example, to use semi-finished products made from the carpet of the subsequent heavy layer and, if necessary,
außerdem einer Schaumstoffschicht mit hohem Strömungswiderstand bestehen. Ein solches Halbzeug wird dann in bekannter Weise in eine Form eingegeben und mit leichterem Schaum mit niedrigerem Strömungswiderstand hinterschäumt.also a foam layer with high flow resistance exist. Such a semi-finished product is then entered in a known manner in a form and with easier Foam with lower flow resistance is back-foamed.
Es ist auch eine Umkehrung denkbar, die darin besteht, daß das Halbzeug an Stelle des Schaums mit hohem Strömungswiderstand als dritte Schicht einen Schaum mit niedrigem Strömungswiderstand aufweist und mit einer Schaumsorte hinterschäumt wird, die zu einem Schaum mit hohem Strömungswiderstand führt.A reversal is also conceivable, which consists in the semi-finished product having a high flow resistance instead of the foam has as a third layer a foam with low flow resistance and with one type of foam is back-foamed, resulting in a foam with high flow resistance leads.
Das Ausschäumen kann auch so durchgeführt werden, daß man in eine Hälfte einer offenen Form ein Halbzeug, bestehend aus Teppich und darauffolgender Schwerschicht sowie ggf.The foaming can also be carried out in such a way that one half of an open mold consists of a semi-finished product from carpet and subsequent heavy layer and, if necessary,
einer der Schaumstoffschichten einlegt. In die andere Hälfte wird Schaum über die gesamte Oberfläche der Formhälfte eingespritzt, so daß diese ganzflächig beschichtet ist. Vorzugsweise wird für. diesen Verfahrensabschnitt ein langsam schäumender Schwerschaum verwendet. Nachdem eine gewisse Anreaktion abgewartet worden ist, wird sofort anschließend auf diesen Schwerschaum ein Leichtschaumgemisch mit Hilfe einer separaten Maschine gegossen. Auch hierbei wird wieder das Anreagieren abgewartet, und anschließend wird die Form geschlossen, so daß im endgültigen Reaktionsprozess Teppich, Schwerschicht und Schäume mit verschieden hohem Strömungswiderstand miteinander verbunden werden.insert one of the foam layers. In the other Half, foam is injected over the entire surface of the mold half so that it is coated over the entire surface is. Preferably for. This section of the process uses a slow-foaming low-expansion foam. After a a certain initial reaction has been waited for, a light foam mixture is immediately added to this low expansion foam poured with the help of a separate machine. Here, too, the initial reaction is waited for, and then again the mold is closed, so that in the final reaction process carpet, heavy layer and Foams with different levels of flow resistance are connected to one another.
Eine weitere Verfahrensvariante besteht darin, daß obere gO und untere Formhälften unterschiedlich temperiert werden, und daß man an Stelle des bei Polyurethan-Schäumen üblichen chemischen Treibmittels wie z.B. Wasser, ein physikalisches Treibmittel mit niedrigerem Kochpunkt wie z.B. Methylenchlorid (Kochpunkt 40 bis 42°C) verwendet, gg Die untere Formhälfte wird nunmehr auf eine Temperatur unterhalb des Kochpunkts, im angegebenen Falle auf etwaAnother variant of the method is that upper gO and lower mold halves are tempered differently, and that instead of what is customary with polyurethane foams chemical propellants such as water, a physical propellant with a lower boiling point such as E.g. methylene chloride (boiling point 40 to 42 ° C) is used, gg The lower mold half is now brought to a temperature below the boiling point, in the specified case to about
20 bis 25°C gebracht, und die obere Formhälfte auf 45 bis 5O0C, d.h. auf eine Temperatur oberhalb des Kochpunkts In der unteren Formhälfte wird der Kochpunkt nicht erreicht, so daß das Methylenchlorid in flüssiger Phase bleibt und durch den entweichenden Dampf mit geringem Dampfdruck nur kleine Poren erzeugt werden, die zu einem Schaum mit relativ hohem Strömungswiderstand führen. Dagegen wird in der oberen Formhälfte der Kochpunkt durch die Beheizung der Formhälfte überschritten, so daß das Methylenchlorid in die Dampfphase übergeht. Hierdurch werden großvolumige Poren erzeugt, die insgesamt zu einer Schaumstruktur mit niedrigem Strömungswiderstand führen. Beim Schließen der Formhälften werden die beiden Schäume miteinander verbunden.Brought 20 to 25 ° C, and the upper half of the mold to 45 to 50 0 C, ie to a temperature above the boiling point Vapor pressure only small pores are generated, which lead to a foam with a relatively high flow resistance. In contrast, the boiling point in the upper half of the mold is exceeded by the heating of the half of the mold, so that the methylene chloride changes into the vapor phase. As a result, large-volume pores are generated, which overall lead to a foam structure with low flow resistance. When the mold halves are closed, the two foams are connected to one another.
Die erfindungsgemäßen Teppichteile können als Formteile ausgeführt werden, wobei jedoch mit Hilfe der angegebenen Verfahren auch eine Ausgestaltung als Platinenteile möglich ist.The carpet parts according to the invention can be used as molded parts are carried out, however, with the help of the specified method, a design as circuit board parts is also possible is.
Die Fortschrittlichkeit des Aufbaus der erfindungsgemäßen Teppichteile besteht darin, daß trotz zwingend vom Fahrzeughersteller vorgegebener Grenzen der Einbautiefe und Massenlimitierung für eine Schallisolierung durch geschichtete Schäume mit unterschiedlichem Strömungswiderstand eine Resonanzfrequenz eingestellt werden kann, die sonst bei der Verwendung von Schäumen mit über die gesamte Federtiefe gesehen gleichen physikalisch-akustischen Eigenschaften nicht einstellbar wäre.The progressiveness of the construction of the invention Carpet parts consists in the fact that despite mandatory limits of the installation depth and specified by the vehicle manufacturer Mass limitation for sound insulation through layered foams with different flow resistance a resonance frequency can be set that would otherwise be used when using foams with over the entire The same physical-acoustic properties as seen from the spring depth would not be adjustable.
Durch den erfindungsgemäßen Aufbau wird eine wirtschaftliche, serienmäßig anwendbare Lösung geboten, die die Forderung nach einer Schallisolation mit relativ geringer Einbautiefe und Flächenmasse bei variabel einstellbarenThe structure according to the invention is an economical, standard applicable solution offered that the requirement for a sound insulation with relatively low Installation depth and surface area with variably adjustable
gc Resonanzfrequenzen erfüllt.gc resonance frequencies met.
Claims (6)
b) Schwerschicht,a) carpet,
b) heavy shift,
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