DE3709080C2

DE3709080C2 -

Info

Publication number: DE3709080C2
Application number: DE19873709080
Authority: DE
Inventors: Helmut 5804 Herdecke De Pelzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-03-19
Filing date: 1987-03-19
Publication date: 1992-04-02
Also published as: DE3709080A1

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrschichtige Schallisolationsmatte für eine schwingende, Luftschall emittierende Fläche mit einer der emittierenden Fläche zugewandten Kontaktschicht geringer Stärke und angrenzender stärkeren Federschicht aus Schaumstoff oder Vlies, sowie einer anschließenden biegeweichen Schwerschicht.

Diese Isolationsmatte ist durch die DE 35 10 932 A1 bekannt.

Das DE-GM 18 76 262 beschreibt einen insbesondere zur Abdeckung des Fahrzeugbodens bestimmten trittfesten, feuchtigkeitsunempfindlichen mehrschichtigen Verbundwerkstoff, dessen Schichten mit Bitumen getränkt sind. Die äußeren Lagen sind an ihren Oberflächen vornehmlich zu Transportzwecken antihaftbeschichtet. Die dem Karroserieboden abgewandte Seite des Verbundwerkstoffes kann mit einer trittfesten Wärmeplatte, einer PVC-Folie, einer Gummiplatte oder einem Teppich versehen sein.

Die DE 26 58 379 A1 beschreibt eine mehrschichtige Schallisolationsmatte als Trittschicht für Kfz., Wohn- oder Arbeitsräume. Vergleichbar mit dem Gegenstand der der DE 35 10 932 A1 besteht sie aus mehreren Schichten aus porösem, massiven oder hochgefüllten Gummi oder gummiähnlichem Werkstoff. Zwei benachbarte Schichten können aus Schaumstoff bestehen, wobei die eine Schicht mindestens die doppelte Dichte der anderen haben soll.

Jedes Kraftfahrzeug enthält eine Reihe möglicher Geräuscherzeuger. Kolben, Zahnräder, jedes rotierende Element, können Schwingungen verursachen, die sich im Fahrzeugkörper über die Masse bzw. die Luft fortpflanzen. Dies führt erfahrungsgemäß zu einer Minderung von Fahrkomfort und Fahrsicherheit.

Zwingend ist daher bei der Konzeption moderner Fahrzeuge die spürbare Reduzierung der Innengeräusche und damit der Beeinträchtigung der Leistungs- und Konzentrationsfähigkeit der Insassen.

Die Wahrnehmung von Fremdfahrzeugen wird dadurch verbessert, ebenso die Sprachverständlichkeit und damit die Informations übertragung zwischen den Insassen stärker gesichert.

Die Möglichkeiten zur Schalldämmung wurden bisher da durch begrenzt, daß der akustisch wirksame Aufwand vor allem gewichtsintensiv ist. Die neueren Lösungs varianten der Zweischichtsysteme (Feder-Masse-System) bestehen im Regelfall aus einer Schaum- oder Vlies schicht und einer darüber gelagerten mehr oder weniger steifen Schwerfolie.

Die Dämmwirkung dieses Systems ist jedoch im Regelfall sehr frequenzabhängig. Dies hat zur Folge, daß gerade im Bereich der Resonanzfrequenz die Schalldämmung im Regelfall geringer ist als die einer Einfachwand gleicher Masse. Akustische "Einbrüche" in diesem Bereich sind bisher eher die Regel.

So ist es zum Beispiel zur Verbesserung der akustischen Situation im Kraftfahrzeug durch die DE 35 13 955 ebenfalls bekannt, eine Schaumstoff matte aus überwiegend offenporigem Polyurethan zur Schallabsorbtion zu benutzen, welche auf ein dünn wandiges Trägermaterial aufklebbar ist, wobei die Schaumstoffmatte eine schalldurchlässige textile Polyestereinlage besitzt.

Der starke Einbruch im Bereich der Resonanzfrequenz kann auch hierbei nicht vermieden werden.

Eine andere Lösungsvariante wird beschrieben mit einer Einrichtung zur Körperschalldämpfung in Kraftfahr zeugen mit einer schalldämpfenden, im Abstand von dem zu dämpfenden Objekt angeordneten Schicht, die durch Verbindungsstücke mit dem Objekt gekoppelt ist. Die Schicht besteht hierbei aus einem Körperschall dämpfenden Material mit einer hohen Dämpfungskonstante, wobei die im Abstand voneinander angeordneten Ver bindungsstücke aus einem Material bestehen müssen, welches nicht weicher als das körperschalldämpfende Material ist. Der Aufbau ist hier zu kompliziert und die notwendigerweise präzise Abstimmung der Härte differenzen zwischen Brücken und Deckschicht führt zu Komplikationen bei wechselnden Temperaturen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine mehrschichtige Schallisolationsmatte für eine schwingende, luft schall emittierende Fläche zu schaffen, welche als fertiges Montageteil sowohl die akustischen wie auch die optischen Schichtabschlußprobleme löst. Wesentlich ist die erfindungsgemäße Zielsetzung, daß bei gegenüber dem Stand der Technik vermindertem Gewicht der Schallisolationsmatte eine bessere akustische Wirksamkeit auch im Resonanzbereich realisierbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer gattungsgemäßen Schallisolationsmatte durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ergibt sich für die Schallisolationsmatte folgender Aufbau:

a) eine weiche, mit geringem Strömungswiderstand behaftete Kontaktschicht 2 zur emittierenden Fläche 1 hin,
b) angrenzend eine elastische Federschicht 3 mit gleichfalls geringem Strömungs widerstand,
c) darauf folgend eine biegeweiche Schwerschicht 4
d) mechanisch weiche, absorbiernde Sichtfläche, z.B. Folie oder Teppich
e) die stofffreien Räume der Schichten 2 und 3 wirken als Luftfederelement 6.

Bei der erfindungsgemäßen Schallisolationsmatte setzt sich die Wirkung der Feder und somit die Federsteifigkeit aus den hintereinandergeschalteten Federn aus Kontaktschicht 2 und Federschicht 3 und dem diese überlagernden "Luftfederelement" 6 zusammen. Hierbei kann die Charakteristik der Federsysteme 2, 3, 6 durch die Materialparameter der Kontaktschicht 2 und der Federschicht 3 und den Strömungswiderstand dieser Schichten beeinflußt werden.

Versuche haben gezeigt, daß die möglichst nur punkt weise Verbindung der Flächen 2, 3 und/oder 4 zu einer Erhöhung der akustischen Dämmwirkung führt.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Schallisolationsmatte besteht darin, daß die Federschicht 3, welche die höchste Materialstärke des Systems besitzt, nur geringe akustische Eigendämpfung besitzen muß. Die Material stärke für die Kontaktschicht 2 kann sehr gering, vorzugs weise mit 2-5 mm gewählt werden. Wesentlich für die erfindungsgemäße Wirkung der Schallisolationsmatte ist die mechanische Weichheit der Schichten 2 und 3, das Absenken der Gesamt-Federrate sowie die in den Schichten 2 und 3 enthaltende "Luftfeder".

Bei höheren mechanischen Belastungen kann das Feder material der Federschicht 3 steifer gewählt werden, so daß die partielle Zusammenpressung reduziert wird. Auch im komprimierten Zustand ist die akustische Wir kung der Kontaktschicht 2 und der Federschicht 3 sowie der integrierten Luftfeder 6 gesichert.

Entgegen den bisherigen Erfahrungen kann in der er findungsgemäßen Schichtenkombination für die Schichten 2 und 3 preiswertes, leichtes, ungedämpftes Material z.B. Schaum oder Vlies benutzt werden. Die akustische Wirkung ist hierbei besser als die mit teueren, gedämpften bzw. gefüllten Schäumen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden kurz beschrieben.

Über der schwingenden Störfläche 1 befindet sich die weiche mit geringem Strömungswiderstand be haftete Kontaktschicht 2, z.B. ein Vlies. Die angren zende Federschicht 3 zeigt eine elastische Charakteristik und einen möglichst geringen Strömungswiderstand. Beide Schichten 2, 3 bestimmen die Abmessungen der integrierten Luftfeder 6 als Bestandteil der stoff freien Räume dieser Schichten. Mit der Federschicht 3 zumindest punktuell gekoppelt ist die biegeweiche Schwerschicht 4, welche an die mechanisch weiche, absorbierende Sichtfläche, z.B. eine Folie oder den Bodenteppich des Kraftfahrzeuges stößt.

Claims

1. Mehrschichtige Schallisolationsmatte für eine schwingende, Luftschall emittierende Fläche mit einer der emittierenden Fläche zugewandten Kontaktschicht geringer Stärke und angrenzender stärkeren Federschicht aus Schaumstoff oder Vlies, sowie einer anschließenden biegeweichen Schwerschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die der emittierenden Fläche (1) zugekehrte dünne Kontaktschicht (2) bei einer Dicke von ca. 2 bis 5 mm einen geringen Strömungswiderstand und eine geringe Eigendämpfung aufweist, daß die angrenzende Federschicht (3) aus einem Schaumstoff mit geringer Eigendämpfung, großer offener Porenstruktur und geringem spezifischen Gewicht besteht und eine Dicke von mehr als 20 mm aufweist, wobei Kontaktschicht (2) und Federschicht (3) aus einem weichen Vlies oder einem offenporigen Schaumstoff mit einem zwischen 3×10³ Nsm^-4 und 150×10³ Nsm^-4 liegenden Strömungswiderstand bestehen und daß die auf die Federschicht (3) folgende Schwerschicht (4) mit einer mechanisch weichen, schallabsorbierenden, aus Folie oder Teppich gebildeten Sichtfläche (5) abgedeckt ist.

2. Schallisolationsmatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschicht (2), die Federschicht (3) und die biegeweiche Schwerschicht (4) nur punktweise miteinander verbunden sind.

3. Schallisolationsmatte nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschicht (2) aus einem elastischen, weichen Vlies aus Polypropylen (Filtervlies oder sog. Schweißmatte) besteht.

4. Schallisolationsmatte nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschicht (2) und/oder die Federschicht (3) aus einem offenporigen Polyurethan-Schaumstoff bestehen.