DE7812677U1 - Mehrschichtiges Schallschutzelement bestehend aus vorzugsweise zwei Deckschichten und einer biegeweichen Zwischenschicht - Google Patents

Mehrschichtiges Schallschutzelement bestehend aus vorzugsweise zwei Deckschichten und einer biegeweichen Zwischenschicht

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Description

Helmut Pelzer
Neue Str. 5
5804 Hardecke-Ende
Mehrschichtiges Schallschutzelement bestehend aus vorzugsweise 2 Deckschichten und einer biegeweichen Zwischenschicht.
Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges Schallschutzelement bestehend aus vorzugsweise 2 Deckschichten und einer biegeweichen Zwischenschicht.
Derartige Schallschutzelemente werden in der Hauptsache zur Abkabelung akustisch lauter Aggregate, zur Auflage der Zwischenwände, ohne Auflage als Zwischenwände sowie als Schalldämm-Matten in den verschiedensten Kraftfahrzeugtypen benutzt. Das Problem besteht darin, Einbrüche in der Schalldämmkurve, z. B. durch Koinzidenz hervorgerufen, zu verhindern und mit möglichst geringem Flächengewicht hohe Schalldämmwerte zu erreichen, die möglichst über denen der Vergleichskurve nach dem sogenannten Bergerschem Gesetz liegen.
Aus der Patentliteratur sind mehrere mehrschichtige Schallschutzkörper bekannt. So liegt z. B. ein Resonanzschalldämpfer vor, der als 3-Schichtmatte ausgeführt ist. Zwischen 2 schweren Schichten,
7R 1^ 677.^ selte:6
die vorzugsweise aus Metallblechen bestehen, ist eine weichere Zwischenschicht angeordnet.
Die Schichten sind hierbei verklebt. Diese Konzeption eines Schallschutzelementes, welche in GM 74 27551 beschrieben ist, dient in der Hauptsache als Material - Gerüstfederung, um dem Schallfeld Energie durch Absorption (durch Herstellung von Resonanzen) zu entziehen. Die Schalldämmung ist bei diesen gewollten Resonanzen und den gleich schweren Deckschichten naturgemäß gering, Koinzidenz-Einbrüche können mit dieser Problemlösung nicht verhindert werden.
Es ist weiterhin bekannt, wie in dem GM 7427551 beschrieben, eine schallabsorbierende Mehrschichtplatte dadurch zu realisieren, "daß eine im Frequenzbereich von 1000 bis 4000 Hz im Mittel zumindestens 30 % schallabsorbierende Kernschicht aus Schaumstoffkunststoff zur Formstabilisierung beidseitig mit Deckschichten kraftschlüssig verbunden ist und daß mindestens eine der Deckschichten die Weiterleitung des ankommenden Schalles in die absorbierende Kernschicht in ausreichendem Maße ermöglicht."
Als Kernschicht wird vorzugsweise ein offenzelliger Schaumkunststoff &zgr;. B. Polyurethan benutzt. Die eine Deckschicht besitzt Öffnungen (Durchbrüche) durch welche der auftreffende Störschall zur Absorption in die Zwischenschicht aus Schaumkunststoff eintreten kann. Die Hauptwirkung dieses Systems liegt wiederum auf dem Absorptionssektor. Durch die gleichartigen Deckschichten muß beim Einsatz dieser Mehrschichtplatte zur Schalldämmung mit
17 GTT.'
Resonanzerscheinungen gerechnet werden, die konsequenterweise zu Koinzidenz-Einbrüchen führen.
Es ist weiterhin aus der Literatur bekannt, den Schallpegel in Innenräumen durch auf die Raumbegrenzungswandungen aufgelegte Schallschutzelemente zu vermindern. Hierbei werden die Raumbegrenzungsflächen ganz oder teilweise mit durch poröse Schallschluckstoffe gedämpften Loch- und/oder Membranresonatoranordnungen derart ausgekleidet, daß das Dämpfungsmittel dieser Anordnung auf den schwingenden Wandteilen aufliegt. Die Wirkung dieses Schallschutzsystems liegt wiederum darin, daß dem Schallfeld des Raumes durch die schwingende harte Deckschicht Energie entzogen werden soll. Es ist jedoch hier wiederum damit zu rechnen, daß durch die notwendig auftretenden Resonanzerscheinungen dieses System zur Schalldämmung nicht benutzt werden kann.
Es ist weiterhin bekannt (AS 2255871), ein mehrschichtiges luftschal ldämmendes Plattenelement mit Körperschalldämmung aus mindestens 2 durch eine biegeweiche Schwerschicht flächig miteinander verbundenen Schichten aus biegesteifem Material wie z. B. Rigips, Spannmaterial, Holzwerkstoff usw. zu verbinden. Die Schalldämmwirkung dieses Systems ist in den Frequenzbereichen in welchen keine Resonanzerscheinungen auftreten mit Sicherheit gut, da hier eine Zwischenschicht mit niedrigem &Egr;-Modul verbunden mit geringer Biegesteifigkeit der Gesamtplatte vorliegt. Es muß jedoch mit Sicherheit aufgrund der Resonanzerscheinungen wiederum zu Koinzidenz-Einbrüchen kommen, welche in der Schalldämmkurve zu Einbrüchen führen. Das Flächengewicht dieses mehrschichtigen
78 1?. 677.
Schalldämmsystems ist außerdem für die Anwendung z. B. in Kraftfahrzeugen zu hoch.
Das gleiche Prinzip wird bei der AS 1073322 dargelegt. Hier wird eine schalldämmende Trennwand für Kraftfahrzeuge, insbesondere zwischen dem Motor und dem Fahrgastraum beschrieben, bei welchem 2 in Abstand von einigen cm angeordnete harte Wände als Trennsystem installiert werden und der Zwischenraum nachträglich mit einem schalldämmenden Stoff gefüllt wird. Die Verbesserung des Schallschutzes wird hier in der Hauptsache durch Abdichtung bzw. Blockierung möglicher Schallnebenwege erreicht. Da die 2 harten Deckschichten jedoch gleiche Biegewellengeschwindigkeit besitzen, ist auch hier mit Resonanzerscheinungen zu rechnen, die zu einer Verminderung - wenn nicht gar zu völligen Aufhebung der Schalldämmwirkung in bestimmten Frequenzbereichen führen.
Es sind aus der Literatur auch mehrschichtige schalldämmende Bauteile zur Schalldämmung an Kfz-Karosserien bekannt, die z. B. aus einer als Teppich dienenden Oberschicht bestehen, verbunden mit einer Kunststoffschicht, darunter ein dynamisch weicher Werkstoff, der wiederum durch eine Kunststoff-Folie flächig begrenzt wird. Derartige Matten können jedoch nur auf der Raum-Innenseite angebracht werden. Darüberhinaus ist im Gegensatz zum hier vorliegenden Erfindungsgedanken die weiche Seite dem Störschall zugewandt. Derartige Systeme (mit einer weichen Vorsatzschale) sind aus der Bautechnik bereits bekannt. In der Literatur wird darüberhinaus daraufhingewiesen, daß auch bei diesen Systemen mit Einbrüchen in der Schalldämmkurve gerechnet werden muß.
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Es sind, wie gezeigt wurde, verschiedende mehrschichtige Schallschutzsysteme bekannt, die in der Hauptsache auf Absorptionsbasis arbeiten, ein zu hohes Flächengewicht besitzen und darüberhinaus nicht in der Lage sind, Koinzidenz-Einbrüche zu unterbinden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden und bei dem erfindungsgemäßen mehrschichtigen Schallschutzelement geringes Flächengewicht mit einer Schalldämmkurve ohne bzw. mit sehr geringen Koinzidenz-Einbrüchen zu verbinden. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Deckschichten (1,3) unterschiedliche Härte besitzen und die weichere Deckschicht ( 3 ) bei Anwendung des Systems als Auflageteil der zu schützenden Wand ( 16 ) direkt benachbart ist.
Die zu unterbindenden Schalldämmeinbrüche werden in der Mehrzahl durch Resonanzerscheinungen und durch stehende Wellen hervorgerufen. Durch die Verwendung unterschiedlicher Deckschichten liegen auch verschiedene Biegewellengeschwindigkeiten innerhalb der 2 Deckschichten (1,3) vor, so daß Resonanzerscheinungen kaum möglich sind. Darüberhinaus wird durch die erste Deckschicht sowie die Zwischenschicht ( 2 ) durchtretender Störschall von der weichen Rückwand in wesentlich geringerem Maße als von einer harten Rückwand reflektiert. In Verbindung mit einer porösen, dynamisch weichen Zwischenschicht werden darüberhinaus sogenannte stehende Wellen, die besonders bei mittleren Frequenzen und schrägem Schalleinfall störend sind, weitgehend gedämpft.
12 677.
In Versuchen hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, daß die vordere Deckschicht ( 1 ) eine Härte von ca. 80 bis 90 ° Shore A besitzt.
In Verbindung damit sollte die hintere Deckschicht ( 3 ) eine Härte von ca. 60 ° Shore A besitzen. Diese Kombination bietet die Möglichkeit, größtmögliche mechanische Steifigkeit mit optimaler Schalldämmung zu verbinden.
Durch unterschiedliches Flächengewicht der 2 Deckschichten kann die Anpassung an besondere Schalldämmfälle vorgenommen werden. Dies kann entweder durch unterschiedliche Wandstärke ( 8,3 ) oder differierendes spezifisches Gewicht erreicht werden.
Es ist jedoch durchaus möglich, durch gleiches Flächengewicht bei unterschiedlicher Biegesteife optimale Schalldämmwirkungen zu realisieren.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird die harte Deckschicht aus einem Duromer hergestellt. Gute Schalldämmwirkungen wurden jedoch auch mit einer Metallfolie als Deckschicht erzielt.
Eine besonders wirksame Ausbildungsform der Erfindung wird durch 2 thermoplastische Deckschichten gebildet, die in bekannter Weise mit Füllstoffen, wie z. B. Schwerspat, versehen sind. Zur Erleichterung der Fertigung hat es sich als vorteilhaft herausgebildet, die 3 Schichten ( 1, 2, 3 ) zu verkleben.
7 B 12 677· seite:i1
Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, eine Deckschicht durch Anschäumen mit der Zwischenschicht ( 2 ) zu verbinden und dann in bekannter Weise mit der zweiten Deckschicht zu verkleben.
Vorteilhaft ist auch die Verwendung von Material mit einem
spezifischen Gewicht von 10 bis 40 kg / m3 für die Zwischenschicht (2, 4, 7). Auch spezifische Gewichte von 50 bis 90 kg / m3 können bei der Auswahl des Materials für die Zwischenschicht vorteilhaft benutzt werden.
Ausgezeichnete Schalldämmergebnisse wurde erzielt bei Zwischenschichten aus offenporigem Polyurethan-Weichschaum, wobei
Schichtstärken von etwa 12 bis 15 mm eingehalten wurden.
Wenn das erfindungsgemäße mehrschichtige Schallschutzelement
mechanisch stärker beansprucht wird, ist es vorteilhaft in eine der Deckschichten ( 5 ) stellenweise oder ganzflächig Einlagen
( 6 ) einzuarbeiten. Dies kann natürlich auch in beiden
Deckschichten geschehen.
Verbilligung der Produktionskosten wurde erreicht durch Verwendung einer Regeneratmatte als Zwischenschicht ( 4 ) vorzugsweise aus Schaumstoffresten und/oder Schwerschichtabfallen welche mit Polyurethan aufgeschäumt wurden.
Es kann gleichfalls vorteilhaft sein, als Zwischenschicht ( 2 ) einen Vliesstoff zu benutzen.
Um die Verlegung derartiger schwerschichtiger Schallschutz-
elemente auf profilierte Oberflächen zu verbesseren, kann zug- und/oder druckseitig die Oberfläche an den anzuformenden Radien (13, 14) mit Kerbschlitzen versehen werden, die eine Handverformung aus dem planen Zustand heraus ohne weitere Hilfsmittel ermöglichen.
Zur Verbesserung der Schalldämmwirkung ist es mitunter erforderlich, die Oberfläche der Deckschicht ( 1 ) zu stukturieren. Durch diese diffuse Reflektion wird die Entstehung stehender Wellen im Raum vermindert.
Wenn die nach der Produktion planen Schallschutzelemente werkseitig verformt werden sollen, ist es vorteilhaft, sie vor dem Verformungsprozeß mittels Infrarot-Strahlung bzw. Heizluft zu erhitzen.
Sie können jedoch auch als ebene Zuschnitte benutzt werden, da es bei der großen Steifigkeit (Sandwich-Effekt) möglich ist, diese Schallschutzelemente ohne zusätzliche Versteifungen als alleinige Schallschutz- und/oder Trennwand zu benutzen.
Die werkseitige Verformung der Schallschutzelemente wird, siehe Unteranspruch 22 und 23, in einer Vakuumform (10, 11) vorgenommen. Hierbei bietet sich jedoch gleichfalls die Möglichkeit die Aufheizung auch über die Vakuumform vorzunehmen.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des Schallschutzelementes liegt darin, daß während des Verformungsvorganges in der Vakuumform (10, 11) die Ränder im gleichen Arbeitsgang beschnitten (9)
und die Durchführungen (15) ausgestanzt werden.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Figur 1 : Mehrschichtiges Schallschutzelement im Schnitt.
Figur 2 : Schallschutzelement mit Regeneratmatte als Zwischenschicht
Figur 3 : Deckschicht (5,6) mit Einlagen zur Erhöhung der Zugfestigkeit.
Figur 4 : Zwischenschicht aus druckfestem Material.
Figur 5 : Unterschiedlich starke Deckschichten.
Figur 6 : Vakuumform mit Stanzvorrichtung.
Figur 7 : Schallschutzelement mit Kerbschlitzen.
In Figur 1 ist die übliche Form des Schallschutzelementes dargestellt, bestehend aus den schweren Deckschichten (1, 3) und der biegeweichen Zwischenschicht (2). Die zweite Deckschicht (3) ist weicher als die Deckschicht 1.
In der Figur 2 wird gezeigt, wie das Schallschutzelement mit der weicheren Deckschicht (3) an die zu schützende Wand (z. B. Karosserieblech) angelegt ist. Als weiche Zwischenschicht (4) ist hier eine Regeneratmatte genommen worden, die vorzugsweise aus Schaumstoffresten und/oder Schwerschichtabfällen mit Polyurethan aufgeschäumt benutzt wurde.
In Figur 3 wurde mindestens eine der Deckschichten (5, 6) mit
einer Einlage versehen. Die Einlagen können ganzflächig oder nur teilweise in eine bzw. beide der Deckschichten je nach
Belastungsform angebracht werden.
Figur 4 zeigt die Zwischenschicht (7) aus einem druckfestem
jedoch schubelastischem Material.
In Figur 5 ist gezeigt, daß die Deckschichten (8, 3) durch
unterschiedliche Materialstärke zu differierenden Flächengewichten kommen.
Figur 6 zeigt das Schallschutzelement (1, 2, 3) in einer Vakuumform (10, 11). Hierbei besteht die Möglichkeit über den Schneidbereich (12) die Randungen der Matte während des Prägevorganges abzuschneiden (9).
Soll das erfindungsgemäße mehrschichtige Schallschutzelement von Hand an die zu schützenden, dreidimensional profilierten Flächen angeformt werden, können Einkerbungen vorgesehen werden, die zug- und/oder druckseitig (13, 14) anzubringen sind.
Das vorliegende erfindungsgemäße mehrschichtige Schallschutzelement bietet bei geringem Flächengewicht optimale Schalldämmwirkung, wobei die Messkurve der Schalldämmung durch Koinzidenz-Einbrüche kaum oder nicht gestört wird.
70 12 B77. T

Claims (19)

SCHUTZANSPRÜCHE
1.) Mehrschichtiges Schallschutzelement bestehend aus vorzugsweise 2 Deckschichten ( 1,3 ) und einer biegeweichen Zwischenschicht ( 2 ) dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschichten ( 1,3 ) unterschiedliche Härte besitzen und die weichere Deckschicht ( 3 ) bei Anwendung des Systems als Auflageteil der zu schützenden Wand ( 16 ) direkt benachbart ist.
2.) Mehrschichtiges Schallschutzelement nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine der Deckschichten ( 1 ) eine Härte von 80 bis 90 ° Shore A besitzt.
3.) Mehrschichtiges Schallschutzelement nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß eine der Deckschichten ( 3 ) eine Härte von ca. 60 ° Shore A besitzt.
4.) Mehrschichtiges Schallschutzelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß sich die weiche Deckschicht ( 3 ) auf der schallabgewandten Seite befindet.
5.) Mehrschichtiges Schallschutzelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschichten ( 1,3 ) unterschiedliches Flächengewicht besitzen. Dies kann durch unterschiedliche Wandstärke ( 8,3 ) oder differierendes spezifisches Gewicht erreicht werden.
6.) Mehrschichtiges Schallschutzelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschichten ( 1,3 ) gleiches Flächengewicht besitzen.
7.) Mehrschichtiges Schallschutzelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die harte Deckschicht ( 1 ) aus einem Duromer besteht.
8.) Mehrschichtiges Schallschutzelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die harte Deckschicht ( 1 ) aus einer Metallfolie besteht.
9.) Mehrschichtiges Schallschutzelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Deckschichten ( 1,3 ) als thermoplastische Schwerschichten ausgeführt und in bekannter Weise mit Füllstoffen z. B. Schwerspat versetzt sind.
10.) Mehrschichtiges Schallschutzelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten ( 1, 2, 3 ) verklebt sind.
11.) Mehrschichtiges Schallschutzelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß für die Zwischenschicht ( z. B. 2, 4, 7 ) vorzugsweise Material mit einem spezifischen Gewicht von 10 - 40 kg / m3 benutzt wird.
1 /
677.
12.) Mehrschichtiges Schallschutzelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß für die Zwischenschicht ( z. B. 2, 4, 7 ) vorzugsweise Material mit einem spezifischen Gewicht von 50 - 90 kg / m3 benutzt wird.
13.) Mehrschichtiges Schallschutzelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht ( 2 ) aus offenporigem Polyurethan-Weichschaum besteht.
14.) Mehrschichtiges Schallschutzelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht ( 2 ) ca. 12 - 15 mm dick ist.
15.) Mehrschichtiges Schallschutzelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht ( 7 ) aus druckfestem aber schubelastischem Material besteht.
16.) Mehrschichtiges Schallschutzelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15 dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer Deckschicht ( 5 ) stellenweise oder ganzflächig Einlagen ( 6 ) eingearbeitet sind.
17.) Mehrschichtiges Schallschutzelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16 dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenschicht ( 4 ) eine Regeneratmatte, vorzugsweise aus Schaumstoffresten und/oder Schwerschichtabfällen mit Polyurethan aufgeschäumt, benutzt wird.
18.) Mehrschichtiges Schallschutzelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17 dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenschicht ( 2 ) ein Vliesstoff benutzt wird.
19.) Mehrschichtiges Schallschutzelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18 dadurch gekennzeichet, daß zug- und/oder druckseitig die Oberfläche an den anzuformenden Radien ( 13, 14 ) mit Kerbschlitzen versehen ist, die eine Handverformung aus dem planen Zustand heraus ohne Hilfsmittel ermöglichen.
20.) Mehrschichtiges Schallschutzelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19 dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche mindestens einer Deckschicht ( 1 ) strukturiert ist.
19 1? 677.
DE7812677U 1978-04-26 1978-04-26 Mehrschichtiges Schallschutzelement bestehend aus vorzugsweise zwei Deckschichten und einer biegeweichen Zwischenschicht Expired - Lifetime DE7812677U1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE9410587U1 (de) * 1994-06-30 1995-11-02 M. Faist GmbH & Co KG, 86381 Krumbach Thermisch und akustisch isolierender Schichtenaufbau für insbesondere Bahnwaggons
DE29501501U1 (de) * 1995-02-01 1995-11-09 Sager AG, Dürrenäsch Schallabsorptionskissen

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