EP0214559A2 - Schallisolationsteil für Flächen - Google Patents

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EP0214559A2
EP0214559A2 EP86111903A EP86111903A EP0214559A2 EP 0214559 A2 EP0214559 A2 EP 0214559A2 EP 86111903 A EP86111903 A EP 86111903A EP 86111903 A EP86111903 A EP 86111903A EP 0214559 A2 EP0214559 A2 EP 0214559A2
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EP
European Patent Office
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hollow chambers
sound
sound insulation
insulation part
spring
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EP86111903A
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EP0214559B1 (de
EP0214559A3 (en
Inventor
Heinemann Dipl.-Ing. Gahlau
Manfred Dipl.-Ing. Hoffmann
Norbert Seemann
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Dr Alois Stankiewicz GmbH
Original Assignee
Dr Alois Stankiewicz GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/172—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using resonance effects

Definitions

  • the invention relates to a sound insulation part for surfaces with known source-sink distribution, in particular for passenger compartments of motor vehicles, which is designed as a mass-spring system and in which impurities are installed in order to convert sources into sinks.
  • a heavy layer and between the heavy layer and the associated part of the motor vehicle or the like, such as a body panel, a resilient layer are provided, into which grooves and to deliberately form defects / or depressions and / or knobs are formed.
  • the depressions are preferably dome-shaped.
  • the source-sink distribution can be determined in a vehicle (cf. in particular Kutter-Schrader, H., Betzhold, Ch. And Gahlau, H. * Intensity measurement in the motor vehicle interior with a small analog measuring device, VDI report, 526 , Pp. 137-151).
  • This method also specifies how the vectorially directed sound flow emanating from the roof of a vehicle can be treated by structure-borne noise-reducing measures in such a way that the intensity vectors are markedly reduced and the disturbing low-frequency resonance oscillation no longer occurs as a result.
  • the spring has gas-filled cavities which are completely or partially enclosed by film, these cavities being arranged symmetrically distributed over the entire surface of the sound insulation part (cf. DE-OS 27 50 439 and DE-GM 79 29 637). Due to the uniform and symmetrical arrangement of the gas-filled hollow chambers, the spring is stiffer overall, since gas-filled enclosed chambers become incompressible.
  • the invention can be used to advantage in mass-spring systems with a flexible heavy layer using foams or nonwovens as a deformed complete insulation part. Acoustically favorable effects such as airborne sound absorption properties can also be taken into account.
  • the finished Insulation part can be used as an independent molded part and can later be covered with a carpet that is common in the vehicle or can also be produced in conjunction with a carpet as a compact part.
  • an area to be provided with the insulation part namely in the overall state, for example as a vehicle body, is initially measured acoustically, specifically with regard to the source-sink distribution.
  • Both a basic measurement on a vehicle without sound insulation and a measurement on a vehicle with conventional standard sound insulation can be assumed.
  • a preferred method is to install a vehicle stem, which is cut behind the B-pillar, in a test bench and to determine the intensity distribution over a sufficient number of partial areas. This method is explained in the literature, in particular in Betzhold, Ch., Gahlau, H., and Hofele, G. "Test bench examinations on vehicle stems as the basis for sound insulation", DAGA '84.
  • the distribution of sources and sinks was not controllable.
  • it is essential to partially cover the surfaces of the sound radiator with a system of closed, air or gas-containing hollow chambers in order to create imperfections through which the sound flow vector can point outwards from the passenger compartment, that is to say a depression is created.
  • enclosed hollow chambers can be realized, for example, by either embedding corresponding commercially available plastic packaging films in the foam of the spring, or else by producing the hollow chambers in a targeted manner by inflating and sealing films.
  • Hollow chambers of this type, from which the gas or air contained cannot escape, have the further advantage that they can be introduced without great effort in the production of the foam section (foam), the additional gas-absorbing properties being targeted by the enclosed gas volume can be exploited.
  • the enclosed gas volume or air volume is incompressible, as a result of which the sound-insulating cladding, that is to say the sound-insulating part, has a partially high resistance to treading.
  • sound energy is transported as mass, for example from the body side, i.e. the sheet metal, via the closed hollow chambers, the foam layer of the spring and the subsequent pliable heavy layer, but on the other hand also in areas outside of these targeted defects through the full-surface foam with a thickness that Corresponds to the thickness of the entire spring, is transmitted, the resulting different sound speeds in the hollow chamber and in the foam result in a delay which obviously leads to such a phase shift that the desired conversion of the source into a depression in the area of the defects is achieved.
  • the hollow chambers can be arranged directly on the heavy layer, directly on the sheet metal or distributed arbitrarily within the spring.
  • the desired equal distribution of the sources and sinks can be achieved at the same time, so that acoustic short circuits between the two can be effectively used to reduce noise in the vehicle with a relatively low mass.
  • a significant improvement of about 5 dB in the ignition frequency range could be achieved, the total mass the sound insulation part designed according to the application was only 11.5 kg with the same area size.
  • Fig. 1 shows a sound insulation part for covering the bulkhead-floor parts in a vehicle to which the invention is applicable.
  • fields A, B, C and D are shown in dashed lines, in which the inventive design of the sound insulation part is of importance, that is to say that the provisions according to the invention have been taken in these fields to reverse the sources desired there to reach in the sink.
  • the arrangement of these fields A, B, C and D is based on the results of sound flow measurements with the aim of determining the source-sink distribution in a defined insulation state of the vehicle, e.g. determine the basic state without isolation, in order to achieve an improvement with the help of the invention.
  • Fig. 2 shows an embodiment in which geometrically regularly shaped hollow chambers 1, which are enveloped by a film 2, are embedded in a foam 3 of the spring of the insulating part. This is followed by a heavy layer 4 and a carpet 5.
  • connection points 6 and 7 to adjacent sections of the entire insulation part, for example according to FIG. 1, are shown.
  • the insulation part is placed on a sheet 8 of a vehicle body.
  • the hollow chambers 1 are of strictly geometric design, but can have different sizes (volumes).
  • the cup-shaped geometrically regular hollow chambers 1 directly adjoin the heavy layer 4.
  • Fig. 3 shows an otherwise corresponding embodiment, in which the hollow chambers 1.1, which are also enclosed by a film 2, are irregularly shaped and also close to the sheet 8 inside of the foam 3 are arranged.
  • the hollow chambers 1.1 of the embodiment shown in FIG. 3 are essentially pillow-shaped.
  • the shape, which is strictly geometrical before being inserted into the foam, is deformed by the foam pressure, so that the irregular shape shown in FIG. 3 results.
  • the acoustic result remains the same, however, because of the irregular shape and thus the effective depth or thickness of the hollow chambers 1.1, there are favorable widenings in terms of frequency.
  • Fig. 4 shows an embodiment in which both geometrically regularly shaped and irregularly shaped hollow chambers 1.2, 1.3, 1.4 and 1.1 are contained in the sound insulation part, which are also enclosed by a film 2.
  • the spatial arrangement of the respective hollow chambers can, as in the embodiment according to FIG. 2 near the heavy layer 4 or the embodiment according to FIG. 3 near the sheet 8, but also, as shown in particular in FIG. 4 for the hollow chambers 1.2 and 1.4, in Between the heavy layer 4 and sheet 8 be. Rather, what is essential is the acoustic effect to be achieved.
  • Sound insulation parts with the partially provided hollow chambers can be produced separately and placed on the sheet 8 and then covered with the carpet 5.
  • the carpet 5 can also be produced in one piece with the sound insulation part (heavy layer 4 + foam 3 with the partially provided hollow chambers).
  • the hollow chambers 1, 1.1 to 1.4 are expediently filled with air, but can also contain a gas filling, the speed of sound preferably being in the Gas is higher than that in air.
  • the foam 3 are preferably foams with a dynamic modulus of elasticity of approximately 50,000 to 150,000 Nm -2 and with a density of approximately 50 to 100 kg m- 3 are used.
  • the speeds of sound of the spring media namely foam 3 and hollow chambers 1, 1.1 to 1.4, which are connected in series at the previously determined defects, are in a ratio of at least 1: 5, preferably 1:10 and more.
  • the material of the film 2 surrounding the hollow chambers 1, 1.1 to 1.4 is also of importance. It is advantageous if the film 2 has a weight per unit area of approximately 25 to 150 gm -2 .

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Abstract

Es wird ein Schallisolationsteil für Flächen mit bekannter Quellen-Senken-Verteilung, insbesondere in Fahrgasträumen von Kraftfahrzeugen angegeben, das als Masse-Feder-System mit eingebauten Störstellen zur Umwandlung von Quellen in Senken gestaltet ist. Um eine besonders wirksame gezielte Schallisolation bei niedriger Masse bzw. niedrigem Gewicht zu erreichen, enthält das Schallisolationsteil flächenmäßig begrenzt geschlossene in die Feder (Schaum 3) eingebettete Hohlkammern (1), die von Folien (2) umhüllt sind. Diese Hohlkammern (1) können zur Schwerschicht (4) oder zum Blech (8) zeigen, an dem das Teil anliegt, können aber auch vollständig oder teilweise im Zwischenbereich sein. Die Hohlkammern (1) können gas- oder luftgefüllt sein. Die Folien (2) weisen vorteilhaft Flächenmassen von ca. 25 bis 150 g/m² auf.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schallisolationsteil für Flächen mit bekannter Quellen-Senken-Verteilung, insbesondere für Fahrgasträume von Kraftfahrzeugen, das als Masse-Feder-System ausgebildet ist und in das Störstellen eingebaut sind, um Quellen in Senken umzuwandeln.
  • Bei einem bekannten Schallisolationsteil dieser Art (DE-GM 82 01 511) sind mindestens eine Schwerschicht und zwischen der Schwerschicht und dem zugeordneten Teil des Kraftfahrzeuges oder dergleichen, wie einem Karosserieblech, eine federnde Schicht vorgesehen, in die zur Bildung von Störstellen gezielt Nuten und/oder Vertiefungen und/oder Noppen ausgebildet sind. Die Vertiefungen sind vorzugsweise kalottenförmig.
  • Derartige Schallisolationsteile dienen dazu, bei möglichst niedrigem Gewicht hohen Geräuschkomfort zu erreichen.
  • Aus physikalischen Gründen sind jedoch die Möglichkeiten der Masseersparnis bei gleichzeitiger Lärmminderung bei den bekannten Masse-Feder-Systemen begrenzt, d.h. daß zu leichte Teile die Ansprüche an den Geräuschkomfort nicht mehr erfüllen können. Es wurde daher schon versucht, großflächige Schallisolationsteile so auszubilden, daß Teilflächen mit erhöhtem Schallaufkommen durch z.B. Massebelegung oder Körperschalldämpfung akustisch verstärkt ausgerüstet werden (vgl. DE-AS 27 32 483). Gemäß einer anderen Vorgehensweise werden Schallsenken einer verstärkten Behandlung unterworfen, derart, daß der aus dem Fahrgast-Innenraum nach außen gerichtete Intensitätsvektor der Schallstrahlung (entsprechend einer Senke) vergrößert wird (vgl. DE-GM 83 36 676). Hierbei wird an den Schallsenken eine zusätzliche weiche Feder aufgebracht. Diese Vorgehensweisen erlauben keine wesentliche Gewichtseinsparung, wobei darüber hinaus die Voraussetzungen für eine Serienfertigung noch nicht optimal sind.
  • Neuere Untersuchungen über Schallfelder in Fahrgastkabinen, insbesondere Personenkraftfahrzeugen, sind vor allem unter konsequenter Anwendung und Weiterentwicklung der Verfahren zur Schallintensitätsmessung bzw. zur Schallflußmessung erhalten worden. Mit Hilfe derartiger Verfahren kann die Quellen-Senken-Verteilung in einem Fahrzeug ermittelt werden (vgl. insbesondere Kutter-Schrader, H., Betzhold, Ch. und Gahlau, H. *Intensitätsmessung im Kraftfahrzeuginnenraum mit einem kleinen Analogmeßgerät, VDI-Bericht, 526, S. 137-151). Bei diesen Verfahren wird ferner angegeben, wie der vom Dach eines Fahrzeugs ausgehende vektoriell gerichtete Schallfluß durch körperschalldämpfende Maßnahmen so behandelt werden kann, daß die Intensitätsvektoren merklich reduziert werden und die störende niederfrequente Resonanzschwingung dadurch nicht mehr auftritt.
  • Ausgehend von diesen Überlegungen zeigt sich, daß Ansätze für die Schaffung wirksamer Schallisolationsteile mit der Vorgabe möglichst geringen Masseeinsatzes gegeben sind, nämlich daß dann, wenn die Teile insgesamt leichtgewichtig sind, diese nur an den als zu behandelnd erkannten Teilflächen die Schallstrahler mit Zusatzmaßnahmen, wie verstärkte Schwerschicht versehen sind. Insbesondere kann eine wirksame Schallisolation dann erwartet werden, wenn eine Veränderung in der Quellen-Senken-Verteilung hervorgerufen wird, derart, daß die Verteilung der Quellen und Senken nach der Schallisolationsmaßnahme möglichst paritätisch ausfällt, wobei starke Senken den starken Quellen unmittelbar benachbart sind. Bei Kraftfahrzeugkarosserien hat sich jedoch gezeigt, daß kräftige Schallstrahler (Quellen) in Senken umgewandelt werden müssen.
  • Bei Masse-Feder-Systemen der erwähnten Art ist es bekannt, Gewichtseinsparungen dadurch zu erreichen, daß die Feder insgesamt oder teilweise folienumschlossene gasgefüllte Hohlräume besitzt, wobei diese Hohlräume über die gesamte Fläche des Schallisolationsteils symmetrisch verteilt angeordnet sind (vgl. DE-OS 27 50 439 und DE-GM 79 29 637). Durch die gleichmäßige und symmetrische Anordnung der gasgefüllten Hohlkammern wird insgesamt die Feder steifer, da gasgefüllte umschlossene Kammern inkompressibel werden.
  • Ausgehend davon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Schallisolationsteil anzugeben, das bei niedrigem Gewicht (geringe Masse) die erwünschte Eigenschaft besitzt, Schallquellen in Schallsenken umzuwandeln.Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß flächenmäßig begrenzt geschlossene Hohlkammern in die Feder eingebettet sind, die von mindestens einer Folie umhüllt sind.
  • Weitere Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Von Vorteil kann die Erfindung bei Masse-Feder-Systemen mit biegeweicher Schwerschicht unter Verwendung von Schaumstoffen oder auch Vliesen als verformtes komplettes Isolationsteil eingesetzt werden. Akustisch günstige Effekte wie Luftschallabsorptionseigenschaften können zusätzlich berücksichtigt werden. Das fertige Isolationsteil ist als eigenständiges Formteil einsetzbar und kann später mit einem im Fahrzeug üblichen Teppich abgedeckt werden oder kann auch in Verbindung mit einem Teppich als Kompaktteil hergestellt werden.
  • Wie sich das aus den vorstehenden Ausführungen ergibt, wird eine mit dem Isolationsteil zu versehende Fläche, und zwar im Gesamtzustand etwa als Fahrzeugkarosserie zunächst akustisch vermessen, und zwar speziell im Hinblick auf die Quellen-Senken-Verteilung. Dabei kann sowohl von einer Basismessung an einem Fahrzeug ohne Schallisolation als auch von einer Messung an einem Fahrzeug mit herkömmlicher serienmäßiger Schallisolation ausgegangen werden. Ein bevorzugtes Verfahren besteht darin, einen Fahrzeugvorbau, der hinter der B-Säule abgeschnitten ist, in einen Prüfstand einzubauen und die Intensitätsverteilung über ausreichend viele Teilflächen zu bestimmen. Dieses Verfahren ist in der Literatur erläutert, insbesondere in Betzhold, Ch., Gahlau, H., und Hofele, G. "Prüfstandsuntersuchungen an Fahrzeugvorbauten als Basis für Schallisolierungen", DAGA '84. Diese Untersuchungen werden vorzugsweise frequenzabhängig ausgeführt, um in den erfahrungsgemäß besonders gefährdeten zündfreguenzbereichen die Quellen-Senken-Verteilung genau zu ermitteln. Ausgehend davon werden dann diejenigen Stellen bzw. flächenmäßig begrenzten Bereiche ermittelt, in denen die anrneldungsgemäß ausgebildeten Hohlkammern in die Feder einzubetten sind.
  • Dem Fachmann war es zwar bisher bereits bekannt, daß Masse-Feder-Systeme vorgegebenen Aufbaus eine gewisse Veränderung der Quellen-Senken-Verteilung gegenüber dem Basiszustand in einem Fahrzeug führen, jedoch war aufgrund der bisher üblichen vollsymmetrischen Anordnung die dann auftretende Verteilung der Quellen und Senken nicht derart, daß das erwünschte Ergebnis erzielt würde.
  • Insbesondere war die Verteilung der Quellen und Senken nicht steuerbar. Bei der Erfindung ist wesentlich, die Flächen des Schallstrahlers partiell mit einem System aus abgeschlossenen, Luft oder Gas enthaltenden Hohlkammern zu belegen, um Störstellen zu schaffen, durch die der Schallflußvektor aus dem Fahrgastraum nach außen zeigen kann, also eine Senke geschaffen wird. Diese umschlossenen Hohlkammern können beispielsweise dadurch realisiert werden, daß entweder entsprechende handelsübliche Kunststoff-Verpackungsfolien in den Schaumstoff der Feder eingebettet werden, oder aber die Hohlkammern durch Aufblasen und Verschweißen von Folien gezielt hergestellt werden. Solche Hohlkammern, aus denen das enthaltene Gas bzw. die enthaltene Luft nicht entweichen kann, haben den weiteren Vorteil, daß sie sich ohne großen Aufwand bei der Herstellung des Schaum-Abschnitts (Schäumlings) einbringen lassen, wobei durch das eingeschlossene Gasvolumen zusätzliche luftschallabsorbierende Eigenschaften gezielt ausgenutzt werden können. Darüber hinaus ist das eingeschlossene Gasvolumen oder Luftvolumen inkompressibel, wodurch eine partiell hohe Trittfestigkeit der schallisolierenden Verkleidung, d.h. des Schallisolierteils erreicht wird. Wenn nun einerseits Schallenergie z.B. von der Karosserieseite, d.h. dem Blech, über die geschlossenen Hohlkammern, die Schaumschicht derFeder und die anschließende biegeweiche Schwerschicht als Masse transportiert wird, andererseits aber auch in Bereichen außerhalb dieser gezielten Störstellen durch den vollflächigen Schaum mit einer Dicke, die der Dicke der Gesamtfeder enspricht, übertragen wird, ergibt sich durch die so erreichten unterschiedlichen Schallgeschwinäigkeiten in der Hohlkammer und in dem Schaumstoff eine Laufzeitverzögerung, die offenbar zu einer solchen Phasenverschiebung führt, daß im Bereich der Störstellen die gewünschte Umwandlung der Quelle in eine Senke erreicht wird. Wie im einzelnen erläutert werden wird, können die Hohlkammern unmittelbar an die Schwerschicht, unmittelbar an das Blech oder beliebig verteilt innerhalb der Feder angeordnet sein.
  • Durch das anmeldungsgemäße gezielte und partielle Einbringen von Hohlkammern, kann gleichzeitig die gewünschte paritätische Verteilung der Quellen und Senken erreicht werden, so daß akustische Kurzschlüsse zwischen diesen beiden wirksam zur Geräuschreduzierung im Fahrzeug bei relativ geringem Masseeinsatz genutzt werden können. Bei einem Versuch wurde festgestellt, daß mit Hilfe eines solchen Aufbaus eines Schallisolationsteils gegenüber herkömmlichen serienmäßigen Schallisolationsteilen eines Fahrzeuges im Boden-Stirnwand-Bereich mit einer Masse von 15 kg eine deutliche Verbesserung von ca. 5 dB im zündfrequenzbereich erreicht werden konnte, wobei die gesamte Masse des anmeldungsgemaß ausgebildeten Schallisolationsteils bei gleicher Flächengröße nur noch 11,5 kg betrug.
  • Wie erläutert, lassen sich durch die anmeldungsgemäße Ausbildung und Anordnung der Hohlkammern, insbesondere auch durch Veränderung des jeweiligen Volumens, spezielle luftschallabsorbierende Wirkungen zusätzlich erreichen, d.h., daß die bekanntlich frequenzabhängige Luftschallabsorption eines Schaumstoffes, die ein Maximum bei einer der Struktur des Schaums entsprechenden Frequenz besitzt, durch das anmeldungsgemäße partielle und gezielte Einbringen der Hohlkammern ein Nebenmaximum erhalten kann, wodurch insgesamt das Frequenzband der wirksamen Absorption erweitert wird. Eine näherungsweise Berechnung der Abstimmung von allseitig durch Folien abgeschlossenen Hohlkammern in Bezug auf reine Luftschallabsorption ist möglich mit Hilfe von Zeller, W. "Technische Lärmabwehr", Verlag Alfred Fröhner, Stuttgart, (1950), dort insbsondere die Gleichung auf S. 73, obwohl die in dieser Literaturstelle angegebenen Randbedingungen bei der anmeldungsgemaßen Konfiguration nicht zutreffen.
  • Untersucht wurden Schallisolationsteile mit einer Dicke der Feder von 25 mm Schaum abgedeckt mit einer Schwerschicht von ca. 6 kg/m2. Im Bereich der Störstellen wurden zur Blechseite zeigend luftgefüllte fest verschlossene Hohlkammern mit einer mittleren Dicke von ca. 12 mm eingebracht. Der verwendete Schaumstoff besaß einen dynamischen Elastizitätsmodul E = 1.105 Nm-2 bei einer Dichte von 70 kg/m3. Hierdurch wird die Schallausbreitungsgeschwindigkeit in dem Schaum im interessierenden Frequenzbereich zwischen 100 und 2000 Hz auf Werte zwischen 10 und 40 ms-1 gebracht, wobei die Ausbreitungsgeschwindigkeit in der Luft (in den Hohlkammern) bekanntlich 330 ms-1 beträgt. Durch Füllung der geschlossenen Hohlkammern mit von Luft verschiedenen Gasen kann der beschriebene Effekt gezielt beeinflußt werden.
  • Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 perspektivisch ein Schallisolationsteil zur Abdeckung der Stirn-Bodenpartien in einem Fahrzeug,
    • Fig. 2 den Schnitt A-A' gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    • Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Erfindung,
    • Fig. 4 eine dritte Ausführungsform der Erfindung.
  • Fig. 1 zeigt ein Schallisolationsteil zur Abdeckung der Stirnwand-Bodenpartien in einem Fahrzeug, bei dem die Erfindung anwendbar ist. Insbesondere sind in Fig. 1 durch Strichlinien Felder A, B, C und D dargestellt, in denen partiell die erfindungsgemäße Ausbildung des Schallisolationsteil von Bedeutung ist, d.h., daß also in diesen Feldern die erfindungsgemäßen Vorkehrungen getroffen sind, um die dort erwünschte Umkehr von Quellen im Senken zu erreichen. Die Anordnung dieser Felder A, B, C und D beruht auf den Ergebnissen von Schallflußmessungen mit dem Ziel, die Quellen-Senken-Verteilung in einem definierten Isolationszustand des Fahrzeuges, z.B. den Basiszustand ohne Isolation, festzustellen, um ausgehend davon eine Verbesserung mit Hilfe der Erfindung zu erreichen.
  • Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem geometrisch regelmäßig geformte Hohlkammern 1, die von einer Folie 2 umhüllt sind, in einen Schaumstoff 3 der Feder des Isolationsteils eingebettet sind. Daran schließt sich eine Schwerschicht 4 und an diese ein Teppich 5 an. Zeichnerisch sind Anschlußstellen 6 und 7 zu benachbarten Abschnitten des gesamten Isolationsteils, etwa gemäß Fig. 1, dargesellt. Das Isolationsteil ist auf ein Blech 8 einer Fahrzeugkarosserie aufgelegt.
  • Gemä Fig. 2 sind die Hohlkammern 1 streng geometrisch ausgebildet, können jedoch unterschiedliche Größe (Volumen) besitzen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 schließen die becherförmigen geometrisch regelmäßigen Hohlkammern 1 direkt an die Schwerschicht 4 an.
  • Fig. 3 zeigt eine im übrigen entsprechende Ausführungsform, bei der die Hohlkammern 1.1, die ebenfalls von einer Folie 2 umschlossen sind, unregelmäßig geformt sind und darüber hinaus nahe dem Blech 8 innerhalb des Schaumstoffs 3 angeordnet sind. Die Hohlkammern 1.1 des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 besitzen im wesentlichen Kissenform. Die zunächst vor dem Einlegen in den Schaumstoff streng geometrische Form wird durch den Schäumdruck verformt, so daß sich die in Fig. 3 dargestellte unregelmäßige Form ergibt. Das akustische Ergebnis bleibt jedoch gleich, wobei darüber hinaus aufgrund der unregelmäßigen Form und damit der effektiv wirksamen Tiefe oder Dicke der Hohlkammern 1.1 sich günstige frequenzmaßige Verbreiterungen ergeben.
  • Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der in den Schallisolationsteil sowohl geometrisch regelmäßig geformte als auch unregelmäßig geformte Hohlkammern 1.2, 1.3, 1.4 bzw. 1.1 enthalten sind, die ebenfalls von einer Folie 2 umschlossen sind. Die räumliche Anordnung der jeweiligen Hohlkammern kann dabei wie bei der Ausführung gemäß Fig. 2 nahe der Schwerschicht 4 oder der Ausführung gemäß Fig. 3 nahe dem Blech 8, aber auch, wie insbesondere in Fig. 4 bei den Hohlkammern 1.2 und 1.4 dargestellt, im Zwischenbereich zwischen Schwerschicht 4 und Blech 8 sein. Wesentlich ist vielmehr der zu erzielende akustische Effekt.
  • Schallisolationsteile mit den partiell vorgesehen Hohlkammern gemäß einem der Ausführungsbeispiele, etwa den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 2, 3 oder 4, können getrennt hergestellt unc auf das Blech 8 gelegt werden und anschließend mit dem Teppich 5 belegt werden. Der Teppich 5 kann auch einteilig mit dem Schallisolationsteil (Schwerschicht 4 + Schaumstoff 3 mit den partiell vorgesehenen Hohlkammern) hergestellt werden.Die Hohlkammern 1, 1.1 bis 1.4 sind zweckmäßig mit Luft gefüllt, können aber auch eine Gasfüllung enthalten, wobei vorzugsweise die Schallgeschwindigkeit in dem Gas höher als die in Luft ist. Für den Schaumstoff 3 werden vorzugsweise Schäume mit einem dynamischen Elastizitätsmodul von ca. 50.000 bis 150.000 Nm-2 und mit einer Dichte von ca. 50 bis 100 kg m-3 verwendet.
  • Anstelle des Schaumstoffs 3 können für die Feder auch akustisch gleichwertige andere Materialien, insbesondere Vliese verwendet werden.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Schallgeschwindigkeiten der an den vorher ermittelten Störstellen hintereinander geschalteten Medien der Feder, nämlich Schaumstoff 3 und Hohlkammern 1, 1.1 bis 1.4, in einem Verhältnis von mindestens 1:5, vorzugsweise 1:10 und mehr stehen. Von Bedeutung ist auch das Material der die Hohlkammern 1, 1.1 bis 1.4 umschließenden Folie 2. Von Vorteil ist es, wenn die Folie 2 eine Flächenmasse von ca. 25 bis 150 gm-2 besitzt.

Claims (11)

1. Schallisolationsteil für Flächen mit bekannter Quellen-Senken-Verteilung, insbesondere für Fahrgasträume von Kraftfahrzeugen,
das als Masse-Feder-System ausgebildet ist und in das Störstellen eingebaut sind, um Quellen in Senken umzuwandeln,
dadurch gekennzeichnet ,
daß flächennäßig begrenzt geschlossene Hohlkammern (1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4) in die Feder (3) eingebettet sind, die von mindestens einer Folie (2) umhüllt sind.
2. Schallisolationsteil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet ,
daß die Folie (2) eine Flächenmasse von etwa 25 bis 150 g/m2 aufweist.
3. Schallisolatinsteil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet ,
daß die Hohlkammern (1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4) mit Luft gefüllt sind.
4. Schallisolationsteil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet ,
daß die Hohlkammern (1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4) mit einem Gas gefüllt sind, in dem die Schallgeschwindigkeit größer als in Luft ist.
5. Schallisolationsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet ,
daß die Feder durch einen Schaum (3) mit einem dynamischen Elastizitätsmodul von ca. 50 bis 150 x 103 Nm-2 und einer Dichte von ca. 50 bis 100 kg/m3 gebildet,ist.
6. Schallisolationsteil nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet ,
daß die Feder (3) anstelle des Schaums durch ein Vlies mit gleichwertigen akustischen Daten gebildet ist.
7. Schallisolationsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet ,
daß die schallzuisolierende Fläche ein Blech (8) ist und die Hohlkammern (1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4) zum Blech (8) zeigen.
8. Schallisolationsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet ,
daß die Hohlkammern (1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4) zur Schwerschicht (4) (Masseschicht) zeigen.
9. Schallisolationsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet ,
daß die Hohlkammern (1, 1.1, 1.2., 1.3, 1.4) durch Umschäumen in einer Form gebildet sind.
10. Schallisolationsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet ,
daß die Hohlkammern (1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4) als Störstellen so verteilt angeordnet sind, daß die Verteilung der Quellen und Senken im Fahrgastraum annähernd paritätisch ist.
11. Schallisolationsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet ,
daß an den durch die Hohlkammern (1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4) erreichten Störstellen die Schallgeschwindigkeit in den dort hintereinandergeschalteten Medien der Feder, nämlich Hohlkammern (1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4) einerseits und Schaum (3) bzw. Vlies anderererseits in einem Verhältnis von mindestens 1:5 vorzugsweise 1:10 und mehr stehen.
EP86111903A 1985-09-06 1986-08-28 Schallisolationsteil für Flächen Expired - Lifetime EP0214559B1 (de)

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DE19853531886 DE3531886A1 (de) 1985-09-06 1985-09-06 Hohlkammern
DE3531886 1985-09-06

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EP0214559A2 true EP0214559A2 (de) 1987-03-18
EP0214559A3 EP0214559A3 (en) 1987-10-21
EP0214559B1 EP0214559B1 (de) 1993-01-27

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