ES2300595T3 - Conjunto de insonorizacion y habitacion provista de una pared cubierta por dicho conjunto. - Google Patents

Abstract

Conjunto (10, 20) para insonorizar en particular un vehículo automóvil, con cuatro capas superpuestas que comprende - una primera capa (2, 12) que presenta una resistencia al paso del aire comprendida entre 500 y 2.000 N.m- 3 .s, y - una segunda capa (4), porosa, de tipo muelle acústico, que tiene una resistividad comprendida entre 10.000 N.m- 4 .s y 50.000 N.m- 4 .s, cubriendo la primera capa a la segunda, caracterizado por el hecho de que comprende además - una tercera capa (6), de tipo masa pesada, viscoelástica, estanca al aire, de densidad superior o igual a 1.500 kg/m 3 , de masa por unidad de superficie comprendida entre 0,2 kg/m 2 y 9 kg/m 2 , cubriendo la segunda capa a la tercera capa, y - una cuarta capa (8), porosa, de tipo muelle acústico, que tiene una resistividad comprendida entre 10.000 N.m- 4 .s y 50.000 N.m- 4 .s, cubriendo la tercera capa a la cuarta.

Description

Conjunto de insonorización y habitación provista de una pared cubierta por dicho conjunto.

La invención se refiere a un conjunto de insonorización, destinado especialmente a su utilización en un vehículo automóvil, así como a una habitación que comprende una pared recubierta por dicho conjunto.

Ya se han propuesto múltiples soluciones para insonorizar un vehículo. En particular, es conocida la utilización de un conjunto del tipo masa-muelle que comprende una capa viscoelástica, estanca al aire, de densidad elevada que hace de masa pesada y una capa porosa al aire que hace de muelle acústico.

Una solución como esta presenta unas características de insonorización relativamente buenas y un coste relativamente reducido.

Sin embargo, teniendo en cuenta la contribución de estos insonorizantes a la masa total del vehículo, los constructores han perseguido reducir su masa con la finalidad de reducir el consumo de los vehículos.

También se han propuesto otras soluciones y en especial utilizar como alternativa un conjunto que comprende dos capas: una que presenta una resistencia al paso del aire relativamente elevada y otra, porosa al aire, que hace de muelle acústico.

Esta solución consiste en sustituir la masa pesada estanca al aire por una capa menos pesada que presenta una resistencia al aire no infinita aunque relativamente elevada. Esta solución, divulgada en especial por WO-A-98 18657, permite una reducción sensible de la masa de insonorizante, aunque no acaba de aportar una insonorización de excelente calidad.

El documento US-4 559 255 describe un material acústico absorbente formado por hojas densas separadas por unas capas porosas, en el cual la hoja densa de superficie, por ejemplo de materia plástica aunque no de espuma, tiene unos orificios que la atraviesan.

Para dar remedio a los inconvenientes de estas diferentes soluciones, el objeto de la invención consiste en definir una nueva solución que optimiza la relación entre la calidad de insonorización y el peso del conjunto.

Para ello, la invención propone un conjunto que comprende cuatro capas superpuestas constituidas respectivamente por:

-

una primera capa que presenta una resistencia al paso del aire comprendida entre 500 y 2.000 N.m^{-3}.s,

-

una segunda capa porosa, de tipo muelle acústico, que tiene una resistividad comprendida entre 10.000 N.m^{-4}.s y 50 000 N.m^{-4}.s, cubriendo la primera capa a la segunda,

-

una tercera capa, de tipo masa pesada, viscoelástica, estanca al aire, de densidad superior o igual a 1.500 kg/m^{3}, de masa por unidad de superficie comprendida entre 0,2 kg/m^{2} y 9 kg/m^{2}, cubriendo la segunda capa a la tercera,

-

una cuarta capa porosa, de tipo muelle acústico, que tiene una resistividad comprendida entre 10.000 N.m^{-4}.s y 50.000 N.m^{-4}.s, cubriendo la tercera capa a la cuarta.

La primera pareja, formada por las capas primera y segunda, y la segunda pareja, formada por las capas tercera y cuarta, tal como se han descrito, son relativamente complementarias y combinan sus efectos para obtener unos resultados homogéneos tanto desde el punto de vista de la absorción de los ruidos como del aislamiento acústico en un amplio rango de frecuencias.

Efectivamente, el solicitante ha determinado que la primera pareja se muestra especialmente eficaz para absorber no solo las altas frecuencias (por encima de 1000 Hz), si no también las frecuencias medias (entre 400 Hz y 1.000 Hz), para las cuales la segunda pareja no es muy satisfactoria, y que, inversamente, la primera pareja presenta unas calidades medias en aislamiento acústico que se compensan por la segunda pareja que tiene, relativamente, unas buenas prestaciones en este rango.

Por lo tanto, teniendo en cuenta los diferentes ruidos relativos a los vehículos automóviles, la solución de la invención se muestra especialmente adaptada para la insonorización de los vehículos automóviles, en especial para cubrir el suelo, el maletero, el salpicadero, la bandeja trasera y los paneles de las puertas. De esta manera, se puede obtener una reducción de peso entre aproximadamente 15% y 35% sin reducir la calidad de insonorización percibida con respecto a las soluciones del estado de la técnica.

Según una característica complementaria destinada a optimizar la absorción de la primera pareja de capas, la primera capa tiene una resistividad comprendida entre 100.000 N.m^{-4}.s y 400.000 N.m^{-4}.s y/o comprendida entre 3 y 20 veces la resistividad de la segunda capa.

Para todos los efectos prácticos, está determinado que la resistencia al paso del aire de una capa es igual al producto de la resistividad de una capa por su espesor.

Según otra característica ventajosa, según la invención, la cuarta capa tiene un módulo de Young al menos dos veces inferior al módulo de Young de la segunda capa.

De esta manera se puede reducir el riesgo de que se produzca un fenómeno de interferencia (de coincidencia en frecuencia) entre las dos parejas de capas, lo que permite mejorar aún más la insonorización de la solución conforme a la invención.

Además, la invención se refiere a una habitación que comprende, aparte del conjunto, una pared rígida, dicho conjunto cubriendo al menos parcialmente dicha pared y entre dichas cuatro capas superpuestas, estando la cuarta capa más cercana de la pared y estando la primera capa más alejada de dicha pared.

La invención aparecerá con más claridad con la descripción siguiente, hecha con referencia a los dibujos adjuntos en los cuales:

- la figura 1 representa en sección transversal un conjunto conforme a la invención,

- la figura 2 representa en sección transversal una variante del conjunto de la figura 1.

La figura 1 ilustra una habitación 1 que comprende una pared rígida y un conjunto flexible 10. Dicho conjunto 10 comprende una primera capa 2, una segunda capa flexible 4, una tercera capa flexible 6 y una cuarta capa flexible 8 superpuestas y cubriendo una pared sensiblemente rígida 17 sobre la cual está fijada. La habitación 1 delimita un espacio 15, tal como la cabina de vehículo, a insonorizar.

Las capas primera 2 y segunda 4 son permeables al aire, mientras que la tercera capa 6 es impermeable al aire. Además, la primera capa 2 presenta una resistencia no infinita al paso del aire, aunque elevada. En particular, la primera capa 2 presenta una resistividad superior a la de la segunda capa 4.

Esquemáticamente, la tercera capa 6 y la cuarta capa 8 tratan el ruido transmitido por sólido y el aéreo emitidos por la pared 17, para aislar dicha pared de la cabina 15. Las ondas acústicas remanentes, presentes en la cabina 15, penetran en parte a través de la capa 2, y a continuación en la capa 4 que forma muelle acústico dónde son absorbidas, constituyendo la capa 6 la masa pesada, viscoelástica, mecánicamente inerte y soportada por la capa 8 que también hace de muelle acústico de manera que define una barrera para las ondas acústicas.

Obviamente, esta descripción es simplista. Ilustra sin embargo las funciones principales realizadas por cada una de las capas.

La primera capa 2 es en este caso de constitución sensiblemente uniforme, en particular en términos de resistividad, sobre todo su espesor y constituye además la capa decorativa de la habitación 1. Presenta un espesor superior o igual a 4 milímetros, ventajosamente entre 5 y 10 milímetros.

Puede estar constituida en especial por fibras de vidrio, de algodón o sintéticas (poliéster, polipropileno, poliamida, acrílico) y de polipropileno. Como variante, también puede estar constituida por un no tejido densificado, a base de agujas o análogo bañado en látex. También se puede prever recubrir la primera capa 2 con una capa decorativa cuya resistencia al paso del aire es despreciable con respecto a la de la primera capa. Este es el caso de ciertas panas y moquetas.

La segunda capa y la cuarta capa están cada una ventajosamente constituidas de espuma termo-plástica o de fieltro. Pueden realizarse ambas con la misma materia, aunque no es necesario. Su densidad está ventajosamente comprendida entre 15 kg/m^{3} y 100 kg/m^{3}. Su porosidad (proporción de aire atrapado para un volumen determinado) es ventajosamente superior a 0,9 y preferentemente superior a 0,95. Cada una de las capas presenta ventajosamente un espesor comprendido entre 5 milímetros y 20 milímetros.

La masa pesada 6 comprende ventajosamente un material termoplástico de tipo poliolefina (Etileno Vinilo Acetato, Polietileno, Etileno Propileno Dieno Monómero) e incorpora residuos del tipo asfalto, creta y/o sulfato de bario que permiten obtener una densidad elevada a un bajo coste. Su módulo de Young es inferior a 1.000 MPa, presenta una densidad superior o igual a 1.500 kg/m^{3}, de preferencia superior o igual a 2.000 kg/m^{3}, una masa por unidad de superficie comprendida entre 0,2 kg/m^{2} y 9 kg/m^{2} y ventajosamente un espesor comprendido entre 0,1 milímetro y 5 milímetros.

El espesor del conjunto 10 está ventajosamente comprendida entre 15 milímetros y 50 milímetros.

La unión entre las capas se obtiene según técnicas usuales, en especial por termosoldado.

La figura 2 ilustra una habitación 11 que se distingue esencialmente de la habitación 1 ilustrada en la figura 1 por el hecho de que comprende un conjunto 20 que se diferencia del conjunto 10 en que la primera capa 2 se ha sustituido por una primera capa 12 que comprende dos partes 12', 12'' superpuestas. Tal como se ilustra, a título de ejemplo, la parte 12' podría estar constituida por un soporte de moqueta (de agujas bañadas en látex por ejemplo), o dicho de otro modo, una capa decorativa de resistencia al paso del aire no despreciable, y la parte 12'' de fibras comprimidas (por ejemplo fieltro comprimido).

Obviamente, la invención no se limita a la realización antes descrita a título de ejemplo no limitativo. Así, la primera capa 2, 12 podría comprender más de dos partes superpuestas.

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Referencias citadas en la descripción

Esta lista de referencias citadas por el solicitante es sólo para conveniencia del lector. No forma parte del documento de Patente Europea. Aunque se haya tenido un gran cuidado en recoger las referencias, no puede excluirse la presencia de errores u omisiones y por ello la EPO declina cualquier responsabilidad a este respecto.

Documentos de patentes citados en la descripción

\bullet WO 9818657 A [0006]

\bullet US 4559255 A [0007]

Claims (8)

1. Conjunto (10, 20) para insonorizar en particular un vehículo automóvil, con cuatro capas superpuestas que comprende

-

una primera capa (2, 12) que presenta una resistencia al paso del aire comprendida entre 500 y 2.000 N.m^{-3}.s, y

-

una segunda capa (4), porosa, de tipo muelle acústico, que tiene una resistividad comprendida entre 10.000 N.m^{-4}.s y 50.000 N.m^{-4}.s, cubriendo la primera capa a la segunda,

caracterizado por el hecho de que comprende además

-

una tercera capa (6), de tipo masa pesada, viscoelástica, estanca al aire, de densidad superior o igual a 1.500 kg/m^{3}, de masa por unidad de superficie comprendida entre 0,2 kg/m^{2} y 9 kg/m^{2}, cubriendo la segunda capa a la tercera capa, y

-

una cuarta capa (8), porosa, de tipo muelle acústico, que tiene una resistividad comprendida entre 10.000 N.m^{-4}.s y 50.000 N.m^{-4}.s, cubriendo la tercera capa a la cuarta.

2. Conjunto según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la primera capa tiene una resistividad comprendida entre 100.000 N.m^{-4}.s y 400.000 N.m^{-4}.s.

3. Conjunto según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que la primera capa tiene una resistividad comprendida entre 3 y 20 veces la resistividad de la segunda capa.

4. Conjunto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la tercera capa presenta un módulo de Young inferior a 1.000 MPa y una densidad superior o igual a 2.000 kg/m^{3}.

5. Conjunto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la cuarta capa comprende un módulo de Young al menos dos veces inferior al módulo de Young de la segunda capa.

6. Conjunto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la segunda capa y la cuarta capas están constituidas de espuma termo-plástica y/o de fieltro y con una densidad comprendida entre 15 kg/m^{3} y 100 kg/m^{3}.

7. Conjunto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la tercera capa comprende un material termoplástico de tipo poliolefina e incorpora residuos del tipo asfalto, creta y/o sulfato de bario.

8. Habitación (1, 11) que comprende una pared rígida (17) y un conjunto (10, 20) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, cubriendo dicho conjunto al menos parcialmente a dicha pared y entre dichas cuatro capas superpuestas, estando la cuarta capa (8) más cerca de la pared y estando la primera capa (2, 12) más alejada de dicha pared.