DE3536379A1 - Air duct, in particular in motor vehicles - Google Patents

Air duct, in particular in motor vehicles

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Abstract

In the case of an air duct, in particular in motor vehicles, with sound-absorbing materials, for simpler production and better sound absorption it is provided according to the invention that the air duct, self-supporting at least along certain longitudinal sections, consists exclusively of sound-absorbing material, in particular polyurethane/flock composite foam. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftführungskanal, insbeson­ dere in Kraftfahrzeugen, mit schalldämpfenden Materialien.The invention relates to an air duct, in particular those in motor vehicles, with sound-absorbing materials.

Aus der DE-AS 10 95 504 ist eine Schalldämpfeinrichtung bekannt, bei der ein schallabsorbierendes Material in Form von Glas- oder Steinwolle auf der Außenseite von einem Träger aus Blech umgeben ist und auf der lnnenseite als Ersatz für ein Lochblech eine dünne Schallschluck­ schicht aufweist, die so dicht ist, daß eine unmittelbare Berührung der strömenden Luft mit dem hinter der Schall­ schluckschicht angeordneten schallabsorbierenden Material verhindert werden soll, damit Stein- oder Glaswolleteil­ chen nicht in die Atemluft gelangen können. Zur Ab­ stützung dieser innenliegenden Schallschluckschicht sind Lochblechabschnitte vorgesehen, die an Querwänden im äußeren Blechmantel befestigt sind. Der Aufbau einer der­ artigen Einrichtung ist relativ aufwendig und weist da­ rüberhinaus wegen der dichten Innenschicht nur einen re­ lativ geringen Schalldämpfungsgrad auf.DE-AS 10 95 504 is a silencer known in which a sound absorbing material in Form of glass or rock wool on the outside of is surrounded by a sheet metal support and on the inside as a replacement for a perforated sheet a thin sound absorption Has layer that is so dense that an immediate Touching the flowing air with that behind the sound sound absorbing material arranged in the absorption layer should be prevented so that stone or glass wool part can not get into the breathing air. To Ab support this internal sound absorption layer Perforated sheet metal sections provided on the transverse walls in outer sheet metal jacket are attached. Building one of the like facility is relatively expensive and has only one more because of the dense inner layer relatively low degree of noise reduction.

Ferner ist aus der DE-PS 32 20 022 eine Schalldämpfein­ richtung für von Luft durchströmte Kanäle in Klimaanlagen bekannt, bei der über einen Längsabschnitt des Kanals ein schallabsorbierender Schaumstoff auf seiner Kanalinnen­ seite eine luftdurchlässige Verhautung aufweist, die in­ tegral mit dem Schaumstoff verschmolzen ist und wobei auf der Außenseite ein schallneutraler Träger angeordnet ist. Auch eine derartige Einrichtung ist durch seinen mehr­ schichtigen Aufbau nur aufwendig herzustellen.Furthermore, from DE-PS 32 20 022 a silencing Direction for air flow channels in air conditioning systems known in the case of a longitudinal section of the channel sound absorbing foam on its inside channel side has an air permeable skin, which in tegral is fused with the foam and on a sound-neutral carrier is arranged on the outside. Such a facility is more because of its  layered structure only complex to produce.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, einen Luftführungskanal so zu gestalten, daß er sowohl verbesserte Schalldämpfungseigenschaften aufweist als auch durch einen einfachen Aufbau wirtschaftlicher herstellbar und einsetzbar ist.The present invention is therefore based on the object reason to design an air duct so that it has both improved sound absorption properties as well as more economical due to a simple structure can be produced and used.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Luftführungskanal zumindest längsabschnittsweise selbsttragend ausschließlich aus schallabsorbierendem Ma­ terial besteht.This object is achieved in that the air duct at least in sections self-supporting exclusively from sound absorbing material material exists.

Eine optimale Schalldämpfung wird dabei durch einen mög­ lichst langen Luftführungskanal, ausschließlich aus schallabsorbierendem Material, d.h. ohne gesonderten außen- oder innenliegendem Träger, erreicht, wodurch sich außerdem ein sehr einfacher Aufbau ergibt.Optimal sound absorption is made possible by a longest air duct, exclusively from sound absorbing material, i.e. without separate external or internal carrier, achieved, thereby also results in a very simple structure.

Das schallabsorbierende Material besteht zweckmäßiger­ weise aus einem luftdurchlässigen Werkstoff mit einer Dicke von 2 bis 30 mm, insbesondere 4 bis 15 mm.The sound absorbing material is more appropriate wise from an air-permeable material with a Thickness of 2 to 30 mm, in particular 4 to 15 mm.

Der luftdurchlässige Werkstoff kann dabei aus mit Harzen oder Thermoplasten gebundenen Faservliesen bestehen, die als Formteil verpreßt sind.The air-permeable material can be made with resins or thermoplastic bonded nonwovens that are pressed as a molded part.

Ferner ist es möglich, daß der luftdurchlässige Werkstoff aus elastischem Polyurethan-Schaumstoff mit einer Stauch­ härte bei 40% Verformung von 3 bis 200 kPa, vorzugsweise 10 bis 150 kPa, besteht und eine Rohdichte von 20 bis 400 kg/m 3, vorzugsweise 50 bis 250 kg/m3, aufweist.It is also possible that the air-permeable material made of elastic polyurethane foam with a compression hardness at 40% deformation of 3 to 200 kPa, preferably 10 to 150 kPa, and a bulk density of 20 to 400 kg / m 3 , preferably 50 to 250 kg / m 3 .

Es ist aber auch möglich, den Polyurethan-Schaumstoff in Form von Flockenverbund-Schaumstoff einzusetzen, wobei zweckmäßigerweise eine Rohdichte von 100 bis 400 kg/m3, vorzugsweise 120 bis 250 kg/m3, gewählt wird.However, it is also possible to use the polyurethane foam in the form of composite flake foam, a bulk density of 100 to 400 kg / m 3 , preferably 120 to 250 kg / m 3 , being expediently chosen.

Der Luftführungskanal kann aus einem oder mehreren Form­ teilen aus den genannten Materialien bestehen. Dabei kann das luftabsorbierende Material in verschiedenen Bereichen des Luftführungskanals unterschiedliche Dichten und/oder unterschiedliche Strömungswiderstände aufweisen.The air duct can be of one or more shapes parts consist of the materials mentioned. It can the air-absorbing material in different areas of the air duct different densities and / or have different flow resistances.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wir­ kungsweise von Ausführungsbeispielen nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigenBased on a schematic drawing, structure and we example of embodiments according to the invention explained in more detail. Show

Fig. 1 einen Längs- und einen Querschnitt durch einen Luftführungskanal mit glatter Außen- und Innen­ kontur und Fig. 1 shows a longitudinal and a cross section through an air duct with a smooth outer and inner contour and

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Luftführungskanal mit bereichsweise unterschiedlichen Wandstärken und damit unterschiedlichen Dichten. Fig. 2 shows a longitudinal section through an air duct with regionally different wall thicknesses and thus different densities.

Nach Fig. 1 besteht der Luftführungskanal aus zwei Halb­ schalen 2 und 3, die zur besseren Verbindung an ihren Be­ rührungsflächen mit einer Profilierung 4 versehen sein können. Zur Herstellung dieser Halbschalen ist besonders die Verwendung von elastischen Polyurethan-Schaumstoffen in Form von entsprechend zugeschnittenem Blockschaum, entsprechend gestaltetem Formschaum sowie vorzugsweise Flockenverbundschaum zweckmäßig, der, sowohl zuge­ schnitten, nachträglich verformt oder verprägt oder ins­ besondere direkt als entsprechend gestaltetes Formteil hergestellt werden kann.According to Fig. 1, the air duct consists of two half-shells 2 and 3 , which can be provided with a profiling 4 for better connection on their contact surfaces. For the production of these half-shells, the use of elastic polyurethane foams in the form of appropriately tailored block foam, appropriately designed molded foam and preferably flake composite foam is particularly expedient, which can be cut to, subsequently deformed or embossed, or in particular can be produced directly as a correspondingly designed molded part.

Die eingesetzten elastischen Polyurethan-Schaumstoffe sollten dabei zweckmäßigerweise Stauchhärten (bei 40 Verformung, DIN 35577) von 3 bis 200 kPa, vorzugsweise 10 bis 150 kPa, aufweisen. Die Rohdichten des verwendeten Polyurethan-Schaumstoffs liegen zweckmäßigerweise zwischen 20 und 400 kg/m3, vorzugsweise zwischen 50 und 250 kg/m3. Die Auswahl des einzusetzenden Schaumstoffs hängt von den jeweiligen gegebenen räum­ lichen Verhältnissen im Kraftfahrzeug, den notwendigen selbsttragenden Eigenschaften des Materials und dem vor­ wiegend auftretenden Frequenzbereich der zu dämpfenden Schallquellen ab und ist durch wenige Vorversuche leicht zu ermitteln.The elastic polyurethane foams used should expediently have compression hardness (with 40 deformation, DIN 35577) of 3 to 200 kPa, preferably 10 to 150 kPa. The bulk densities of the polyurethane foam used are advantageously between 20 and 400 kg / m 3 , preferably between 50 and 250 kg / m 3 . The selection of the foam to be used depends on the given spatial conditions in the motor vehicle, the necessary self-supporting properties of the material and the prevailing frequency range of the sound sources to be damped and is easy to determine with just a few preliminary tests.

Elastische Flockenverbund-Schaumstoffe auf Basis von Polyurethan-Schaumstoffen mir Rohdichten von 100 bis 400 kg/m3, vorzugsweise 100 bis 250 kg/m3, eigenen sich besonders für den genannten Zweck, weil sie - insbesondere bei ihrer Herstellung als Formteile - durch unterschiedlich starke Verdichtung und unterschied­ liche Wanddicken in verschiedenen Bereichen des Luftfüh­ rungskanals die Beeinflussung des Strömungswiderstandes und damit die Steuerung der Schalldämpfungseigenschaften gestatten.Elastic flake composite foams based on polyurethane foams with bulk densities of 100 to 400 kg / m 3 , preferably 100 to 250 kg / m 3 , are particularly suitable for the purpose mentioned, because they differ - especially when they are produced as molded parts Strong compression and different wall thicknesses in different areas of the air duct can influence the flow resistance and thus control the sound damping properties.

Ein derartiger Luftführungskanal ist in Fig. 2 gezeigt. Der Kanal 5 kann dabei ebenfalls aus zwei Halbschalen 6 und 7 bestehen, die zwar eine glatte Innenkontur 8, je­ doch auf der Außenfläche zwischen Abschnitten 9 mit vol­ lem Durchmesser Einziehungen 10 mit verringertem Außen­ durchmesser aufweisen, wobei diese Bereiche 11 im allge­ meinen durch Prägen oder Pressen geschaffen sind und da­ mit eine höhere Dichte als die Bereiche 12 mit dem größe­ ren Außendurchmesser 9 aufweisen. Damit weist der Luft­ führungskanal 5 unterschiedliche Luftdurchlässigkeit und damit unterschiedlichen Strömungswiderstand auf, wodurch sich Schallwellen unterschiedlicher Frequenzen gleich stark dämpfen lassen.Such an air duct is shown in Fig. 2. The channel 5 can also consist of two half-shells 6 and 7 , which have a smooth inner contour 8 , but depending on the outer surface between sections 9 with vol lem diameter recesses 10 with a reduced outer diameter, these areas 11 in general by embossing or presses are created and have a higher density than the areas 12 with the larger outer diameter 9 . Thus, the air duct 5 different air permeability and thus different flow resistance, whereby sound waves of different frequencies can be damped to the same extent.

In einem, einen Kraftfahrzeugeinsatz simulierenden Ver­ suchsaufbau wurden bei einem Luftführungskanal aus Ver­ bundschaum mit einem Raumgewicht von 200 kg/m5 und mit einem Innendurchmesser von 100 mm, einer Wandstärke von 10 mm sowie einer Länge von 500 mm in einem Frequenzbe­ reich von 200 bis 5000 Hz eine Reduzierung des Schallpe­ gels von 5 bis 30 dB gemessen.In a test structure simulating a motor vehicle use, an air duct made of composite foam with a density of 200 kg / m 5 and an inner diameter of 100 mm, a wall thickness of 10 mm and a length of 500 mm was in a frequency range from 200 to 5000 Hz measured a reduction of the sound level of 5 to 30 dB.

Durch die beschriebene Gestaltung zumindest eines Teils des Luftführungskanals aus im wesentlichen eigenstabilen schallabsorbierenden Material ergibt sich eine gute Schalldämpfung in einem weiten Frequenzbereich, die durch Vermeidung von Schwingungsübertragungen zusätzlich ver­ stärkt wird. Darüberhinaus bietet die Verwendung elasti­ scher Werkstoffe Einbauvorteile, da evtl. vorhandene Maß­ abweichungen ohne Probleme ausgeglichen werden können. Der Hauptvorteil liegt jedoch darin, daß durch die ge­ nannte Werkstoffauswahl ein einfacher Aufbau in Form eines trägerlosen Teils möglich ist, das als Ganzes akustisch wirksam ist und daß die zu verwendenden Werk­ stoffe eine einfache, anwendungsbezogene Abstimmung von Porosität, Strömungswiderstand und Eigenstabilität ermög­ lichen. Weiterhin wird durch die entsprechende Gestaltung nicht nur der lnnenraum des Luftführungskanals, sondern auch der umgebende Außenraum zur Schalldämpfung genutzt, da sowohl die innere als auch die äußere Oberfläche des entsprechend ausgebildeten Luftführungskanals zur Schall­ absorption voll zur Verfügung stehen.Through the described design of at least one part of the air duct from essentially inherently stable sound absorbing material results in a good Sound attenuation in a wide frequency range by Avoidance of vibration transmissions additionally ver is strengthened. In addition, the use of elasti shear materials, installation advantages because of the existing dimensions deviations can be compensated for without problems. The main advantage, however, is that the ge called material selection a simple structure in form of a strapless part that is possible as a whole is acoustically effective and that the work to be used a simple, application-related coordination of Porosity, flow resistance and inherent stability made possible lichen. Furthermore, through the appropriate design not just the interior of the air duct, but the surrounding outside space is also used for sound absorption, because both the inner and outer surface of the appropriately trained air duct for sound absorption are fully available.

Insgesamt ergibt sich also ein Luftführungskanal, der ei­ genstabil ist und keine äußere Abstützung, die im allge­ meinen eine schädliche Schallreflektion bewirkt, benötigt und der somit auf seiner gesamten Länge voll schall­ dämpfend wirksam ist.Overall, there is an air duct, the egg is gene stable and no external support, which in general mean harmful sound reflection, needed  and therefore full sound over its entire length has a dampening effect.

Claims (10)

1. Luftführungskanal, insbesondere in Kraftfahrzeu­ gen, mit schalldämpfenden Materialien, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Luftführungskanal (1) zumindest längs­ abschnittsweise selbsttragend ausschließlich aus schall­ absorbierendem Material besteht.1. Air duct, especially in motor vehicles, with sound-absorbing materials, characterized in that the air duct ( 1 ) consists at least in sections self-supporting exclusively of sound-absorbing material. 2. Luftführungskanal nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das schallabsorbierende Material aus luftdurchlässigen Werkstoffen mit einer Dicke von 2 bis 30 mm, insbesondere 4 bis 15 mm, besteht.2. Air duct according to claim 1, characterized ge indicates that the sound absorbing material is made of air permeable materials with a thickness of 2 to 30 mm, in particular 4 to 15 mm. 3. Luftführungskanal nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der luftdurchlässige Werkstoff aus mit Harzen oder Thermoplasten gebundenen Faservliesen besteht.3. Air duct according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the air-permeable material nonwovens bonded with resins or thermoplastics consists. 4. Luftführungskanal nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der luftdurchlässige Werkstoff aus elastischem Polyurethan-Schaumstoff mit einer Stauchhärte bei 40% Verformung von 3 bis 200 kPa, vorzugsweise 10 bis 150 kPa, besteht.4. Air duct according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the air-permeable material elastic polyurethane foam with a compression hardness at 40% deformation from 3 to 200 kPa, preferably 10 to 150 kPa. 5. Luftführungskanal nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Polyurethan-Schaumstoff eine Roh­ dichte von 20 bis 400 kg/m3, vorzugsweise 50 bis 250 kg/m3, aufweist. 5. Air duct according to claim 4, characterized in that the polyurethane foam has a raw density of 20 to 400 kg / m 3 , preferably 50 to 250 kg / m 3 . 6. Luftführungskanal nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyurethan-Schaumstoff in Form von Flockenverbund-Schaumstoff eingesetzt ist.6. Air duct according to claim 4 and 5, characterized characterized in that the polyurethane foam in the form of flake composite foam is used. 7. Luftführungskanal nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Flockenverbund-Schaumstoff eine Rohdichte von 100 bis 400 kg/m3, vorzugsweise 120 bis 250 kg/m3, aufweist.7. Air duct according to claim 6, characterized in that the flake composite foam has a bulk density of 100 to 400 kg / m 3 , preferably 120 to 250 kg / m 3 . 8. Luftführungskanal nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem oder mehreren Formteilen besteht.8. Air duct according to one or more of the Claims 1 to 7, characterized in that it consists of one or more molded parts. 9. Luftführungskanal nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das schallabsorbierende Material in verschiedenen Bereichen des Luftführungskanals unterschiedliche Dichten aufweist.9. Air duct according to one or more of the Claims 1 to 8, characterized in that the sound absorbing material in different areas of the air duct has different densities. 10. Luftführungskanal nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das schallabsorbierende Material in verschiedenen Bereichen des Luftführungskanals unterschiedliche Strömungswider­ stände aufweist.10. Air duct according to one or more of the Claims 1 to 9, characterized in that the sound absorbing material in different areas of the air duct different flow resistance stands.
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