ES2303608T3 - Escudo termico con aislamiento acustico. - Google Patents

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Abstract

Escudo térmico (3) con aislamiento acústico, en particular para automóviles, con un soporte (4) hecho de aluminio, al menos una capa de absorción acústica (6) y un blindaje térmico (7) hecho de aluminio, estando formada la al menos una capa de absorción acústica (6) por varias capas de género de punto de aluminio (12), caracterizado porque al menos 5 capas de género de punto de aluminio (12) dispuestas una encima de la otra están prensadas formando una estera (10) permeable de modo que la estera (10) presenta un grosor situado en el intervalo de 0,5 a 3 mm y una estructura microporosa con una pluralidad de canales (11) estrechos, ramificados, presentando el soporte (4) un lado descubierto con una pluralidad de orificios de paso de sonido (5), cuyo diámetro de orificio se encuentra en un intervalo de 0,1 a 1,9 mm, estando dispuestos hasta 24 orificios de paso de sonido (5) por cm2.

Description

Escudo térmico con aislamiento acústico.
La invención se refiere a un escudo térmico con aislamiento acústico, en particular para automóviles, con un soporte hecho de aluminio, una capa de absorción acústica y un blindaje térmico hecho de aluminio.
Los escudos térmicos de este tipo se conocen en distintas realizaciones. Se usan, por ejemplo, en automóviles para mantener alejada la radiación térmica que parte del silenciador de escape y de otras partes del sistema de escape de la carrocería del vehículo y conseguir al mismo tiempo un aislamiento acústico eficaz. Los escudos térmicos convencionales están hechos de una chapa de aluminio de soporte, una capa aislante interior de fibras minerales, por ejemplo fibras de vidrio, de roca o de cerámica, y una lámina de aluminio final. Debido al uso de diferentes materiales para la capa aislante y las capas de soporte, el reciclaje separado por tipos de material de los escudos térmicos convencionales es relativamente costoso.
En el documento DE 43 29 411 C2 está descrito un material de aislamiento térmico y acústico que está realizado como producto de un solo material para facilitar su reciclaje y puede usarse como escudo térmico en la construcción de automóviles. El material está formado por varias láminas de aluminio que presentan un perfil ondulado, respectivamente, de crestas de onda y senos de onda paralelos, estando plegados cuadradillos en los senos de onda, respectivamente. Las láminas de aluminio están dispuestas libremente una encima de otra en cruz y sólo están unidas en el borde mediante una costura formada por puntos de contacto. Si bien este material conocido puede representar un buen efecto de blindaje térmico, su capacidad de absorción de ruido aéreo será en cambio más bien poco satisfactoria, puesto que las láminas de aluminio no presentan ninguna perforación para dejar pasar las ondas acústicas.
Por el documento DE 91 07 484 U1 se conoce un escudo térmico para el blindaje de partes conductoras de gases de escape en un automóvil frente a la parte inferior de la carrocería del automóvil, cuyo lado delantero está formado por una chapa de soporte de aluminio que porta una capa de absorción acústica en el lado posterior. Para permitir una eliminación separada por tipos de material de todo el escudo térmico para fines de reciclaje y conseguir mantener su grosor de capa original, a pesar de las deformaciones necesarias durante la fabricación y, por lo tanto, un buen efecto aislante, la capa de absorción acústica está formada por una capa intercalada de una red de mallas regulares de aluminio y al menos una lámina de cubierta de aluminio, estando plisada la capa intermedia con un ondulado. No obstante, el efecto de absorción acústica de este escudo no es siempre satisfactorio, puesto que aquí se propone para un aumento del efecto de la absorción acústica realizar la capa intermedia plisada al menos con dos capas y colocar entre las dos capas de la red de mallas de aluminio una lámina de aluminio, respectivamente, como lámina separadora.
El documento EP-A-0 486 427 da a conocer un escudo térmico apto para la eliminación para el aislamiento de partes de un vehículo, como partes del fondo del vehículo o partes de la pared frontal del vehículo, con una capa de soporte estable de forma, que porta una capa termoaislante absorbente del sonido y cuya capa termoaislante está provista de un revestimiento protector, al menos en su lado no orientado hacia la capa de soporte. La capa de soporte, la capa termoaislante y el revestimiento protector están hechos de un material fácil de eliminar, en particular de aluminio. En una de varias formas de realización descritas, la capa termaislante está formada por varias capas y comprende una o varias capas de un género de punto de aluminio. En una forma de realización preferible, se usa en particular una chapa de aluminio como capa de soporte, que está parcialmente perforada. Como revestimiento protector está prevista en particular una lámina de aluminio.
En el documento DE 89 00 894 U está descrito un escudo aislante para la parte inferior de la carrocería de un automóvil, en el que una capa aislante está dispuesta en una parte de soporte en forma de placa, que en el lado opuesto a la parte de soporte está cubierta por una lámina protectora. La parte de soporte de este escudo aislante está realizada como chapa metálica perforada o como parte metálica en forma de reja. La capa aislante está hecha de una estera termoaislante, que está hecha a su vez de espumas orgánicas o minerales, de una estructura de fibras de vidrio o similares. Como alternativa, como capa aislante también está prevista una lámina de aluminio arrugada en una o varias capas.
El documento EP-A-1 059 159 da a conocer un material compuesto rígido, plásticamente deformable y, en particular, apto para la embutición profunda, con al menos una capa intermedia y dos capas exteriores que cubren la capa intermedia, estando unidas la capa intermedia y las capas exteriores sustancialmente en toda la superficie firmemente una a otra. La capa intermedia del material compuesto plano presenta una estructura textil, es compresible y extensible en al menos una dirección y tiene un efecto amortiguador de vibraciones y de ruido. La capa intermedia puede presentar en particular un género de punto de aluminio. Las capas exteriores pueden estar hechas de chapa de aluminio o láminas de aluminio. Este material compuesto conocido está caracterizado, además, porque la capa intermedia y la capa exterior están unidas por adhesivo. Como adhesivo (aglutinante) se usa resina epoxi. La capa intermedia se recubre mediante rasqueta con la resina epoxi, es decir, se impregna profundamente. Debido a la unión por adhesivo de las capas con resina epoxi, el material compuesto no puede ser reciclado o sólo de una forma muy costosa.
La presente invención tiene el objetivo de crear un escudo térmico con absorción acústica del tipo indicado al principio, que tenga tanto un gran efecto de blindaje térmico como una gran capacidad de absorción acústica y que sea fácil de reciclar.
Este objetivo se consigue según la invención mediante el escudo térmico con las características de la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas se indican configuraciones ventajosas y preferibles de la invención.
Puesto que todos los elementos del escudo térmico según la invención están hechos exclusivamente de aluminio, se presenta un producto de un solo material fácil de reciclar. La capa de absorción acústica a modo de estera, formada por varias capas de género de punto de aluminio, confiere al escudo térmico una gran capacidad de absorción acústica, en particular una capacidad de absorción de ruido aéreo. La estera prensada corresponde a un absorbedor poroso. Las ondas acústicas que inciden penetran en los poros estrechos de la estera y hacen que el aire oscile en estos poros de un lado a otro, produciéndose una transformación de energía acústica en calor debido a efectos de fricción. El blindaje térmico hecho de aluminio garantiza un gran efecto de blindaje térmico, contribuyendo, no obstante, también el soporte perforado de aluminio y la capa de absorción acústica al blindaje térmico. El blindaje térmico puede estar hecho de una chapa de aluminio o preferiblemente de una lámina de aluminio.
Para la capa de absorción acústica se usa preferiblemente un género de punto de aluminio en forma de un género de punto unifilar. La abertura de mallas así como la estructura de mallas de un género de punto de aluminio de este tipo pueden variarse con relativa facilidad. Gracias a la variación de la abertura de mallas y de la estructura de mallas puede modificarse la porosidad o la permeabilidad de la capa de absorción acústica y, por lo tanto, la capacidad de absorción acústica de la misma. En este contexto ha resultado ser ventajoso realizar el género de punto de aluminio de tal forma que la distancia media entre dos columnas de mallas dispuestas una a continuación de la otra es mayor o menor que la distancia media entre los dos lados de una malla. Otra configuración ventajosa existe, en particular, si el género de punto de aluminio presenta columnas de mallas de distintas anchuras y/o hileras de mallas de distintas anchuras.
A continuación, la invención se explicará más detalladamente con ayuda de un dibujo que representa varios ejemplos de realización. Muestran en una representación no hecha a escala:
la fig. 1, una vista en corte de un escudo térmico entre un silenciador de escape y un fondo de carrocería de un automóvil;
la fig. 2, una vista en planta desde arriba de un tramo de una capa de absorción acústica a modo de estera de un escudo térmico según la invención;
la fig. 3, una representación esquemática de un tramo de una sola capa de un género de punto de aluminio;
la fig. 4, una vista en corte de un escudo térmico según una segunda forma de realización entre un silenciador de escape y un fondo de carrocería de un automóvil; y
la fig. 5, una vista en corte de un escudo térmico según una segunda forma de realización entre un silenciador de escape y un fondo de carrocería de un automóvil.
La fig. 1 muestra en una representación esquemática un silenciador de escape 1 de un automóvil, que emite calor y ruido. El silenciador de escape 1 está blindado respecto a una chapa de fondo 2 del automóvil mediante un escudo térmico 3 realizado en forma de concavidad o cubeta, que tiene al mismo tiempo un efecto de aislamiento de ruido aéreo. El escudo térmico 3 no representado a escala presenta un soporte 4 hecho de aluminio, que está orientado con su lado descubierto hacia el silenciador de escape 1. El soporte 4 está hecho de una chapa de aluminio lisa, perforada, que presenta un grosor en el intervalo de 0,5 a 0,8 mm.
Se puede ver que el soporte 4 presenta una pluralidad de orificios de paso de sonido 5. El diámetro de los orificios de paso de sonido 5 se sitúa en el intervalo de 0,1 a 3 mm. Es preferible una configuración en la que el diámetro de los orificios de paso de sonido 5 está situado entre 0,1 y 1,9 mm y la superficie del soporte presenta hasta 24 orificios de paso de sonido 5 por cm^{2}.
En el lado interior del soporte 4 está dispuesta una capa de absorción acústica 6, que sirve en particular para la amortiguación de ruido aéreo y está cubierta con un blindaje térmico 7 hecho de aluminio. El blindaje térmico 7 orientado hacia la chapa de fondo 2 está hecho preferiblemente de una lámina de aluminio, que presenta un grosor en el intervalo de 20 a 80 \mum, por ejemplo de aproximadamente 50 \mum. El blindaje térmico o la lámina de aluminio 7 puede presentar una microperforación. El diámetro de orificio de la microperforación (no representada) se encuentra, por ejemplo, en el intervalo de 0,1 a 1 mm, pudiendo estar realizados hasta 12 agujeros por cm^{2}.
En lugar de un soporte 4 de chapa de aluminio fina, microperforada, también puede usarse un soporte de aluminio a modo de reja, estando dispuesto en este caso preferiblemente una lámina de aluminio permeable al sonido entre el soporte y la capa de absorción acústica 6.
El soporte 4, la capa de absorción acústica 6 y el blindaje térmico 7 del escudo térmico 3 están unidos entre sí mediante un engatillado en el borde del soporte 4. Los bordes de la capa de absorción acústica 6, así como del blindaje térmico 7 están aprisionados en el canto rebordeado 9. El escudo térmico 3 está fijado en el lado inferior del fondo del vehículo 2, preferiblemente mediante medios de fijación de aislamiento térmico y acústico (no mostrados), por ejemplo en forma de tornillos de plástico con arandelas o distanciadores hechos de elastómeros.
La capa de absorción acústica 6 está formada por varias capas de un género de punto de aluminio de varias capas colocadas una encima de otra, habiéndose comprimido las capas para formar una estera 10 permeable al gas o al aire. La estera 10 está formada por al menos cinco capas de género de punto de aluminio dispuestas una encima de otra. La estera 10 es una estructura plana, sustancialmente en forma de placa, y tiene una rigidez a la flexión relativamente elevada. Un tramo de una estera 10 de este tipo se muestra en la fig. 2. La estera 10 en forma de placa o la capa de absorción acústica 6 presenta una pluralidad de orificios o canales estrechos pequeños, ramificados. La estera 10 forma, por consiguiente, prácticamente una estructura microporosa, que presenta una pluralidad de poros pequeños, abiertos. El grosor de la capa de absorción acústica 6 o de la estera 10 está situado en el intervalo de 0,5 a 3 mm. Tiene un peso elemental situado en el intervalo de 8 a 15 g/dm^{2}. La resistencia al flujo lineal de la estera 10 es mayor o igual a 5 kNs/m^{4}, preferiblemente mayor o igual a 20 kNs/m^{4}, según DIN 52213.
En la fig. 3 está representado un tramo de una sola capa 12 del género de punto de aluminio. Se puede ver que el género de punto de aluminio es un género de punto unifilar, es decir, la superficie de mallas está formada por el entrelazado de un solo hilo de aluminio 13 en forma de banda, que se extiende en la dirección transversal. Cada malla está formada por una cabeza 14, dos lados 15, 16 y dos pies 17, 18. Las mallas dispuestas una al lado de la otra forman una hilera de mallas que se extiende correspondientemente en la dirección transversal, mientras que varias mallas dispuestas una encima de otra forman una llamada columna de mallas.
El género de punto de aluminio está realizado de tal forma que la distancia media a entre dos columnas de mallas dispuestas una a continuación de la otra es sustancialmente mayor que la distancia media b entre los dos lados 15, 16 de una malla. En el ejemplo de realización representado, la distancia media a entre dos columnas de mallas dispuestas una a continuación de la otra es aproximadamente dos veces más grande que la distancia media b entre los dos lados 15, 16 de una malla.
El ejemplo de realización representado de forma esquemática en la fig. 4 y tampoco representado a escala se distingue del ejemplo de realización mostrado en la fig. 1 porque el soporte 4 y el blindaje térmico 7 están perfilados. Tanto el soporte 4 como el blindaje térmico 7 presentan un perfil en zigzag, respectivamente, que se genera, por ejemplo, mediante moldeado por compresión. Gracias al perfil en zigzag del soporte 4 y del blindaje térmico 7, en el lado inferior y superior de la capa de absorción acústica 6 resultan espacios huecos 19 en forma de cuadradillos, que tienen en particular un efecto termoaislante.
El soporte 4 está provisto a su vez de una pluralidad de orificios de paso de sonido 5. Visto desde el silenciador de escape 1, los orificios 5 están dispuestos en el fondo de los senos de los cuadradillos, respectivamente. Adicional o alternativamente, los orificios de paso de sonido también pueden estar dispuestos en las puntas exteriores de los cuadradillos del soporte 4.
En la fig. 5 está representado un tercer ejemplo de realización, en el que el escudo térmico 3 presenta, a su vez, un soporte 4 con una superficie lisa, una capa de absorción acústica 6 y un blindaje térmico 7 hecho de lámina de aluminio. Este ejemplo de realización se distingue del ejemplo de realización mostrado en la fig. 1 en primer lugar porque entre el soporte 4 perforado y la capa de absorción acústica 6 está dispuesto un distanciador 20. El distanciador 20 está hecho de una lámina de aluminio perfilada, que está preferiblemente perforada. La lámina de aluminio 20 está realizada de forma ondulada, en zigzag o perfilada de otra forma, de modo que entre el soporte 4 y la capa de absorción acústica 6 existe un espacio de aire 21 en forma de rendija, que tiene en particular un efecto termoaislante.
Además, el ejemplo de realización según la fig. 5 se distingue del ejemplo de realización mostrado en la fig. 1 porque el escudo térmico 3 presenta otra capa de absorción acústica 6', estando dispuesto un distanciador 20' entre las dos capas de absorción acústica 6, 6'. El distanciador 20' puede estar realizado conforme al distanciador 20. Sirve para la formación de un espacio de aire termoaislante y puede estar formado, en particular, por una lámina de aluminio perfilada y perforada. Además, también entre la capa de absorción acústica 6' y el blindaje térmico 7 está previsto un distanciador 20'' correspondientemente perfilado.
Las capas de absorción acústica 6, 6' están formadas por varias capas de género de punto de aluminio comprimidas para formar una estera permeable, al igual que en los dos ejemplos de realización anteriormente descritos. Las capas de absorción acústica 6, 6' tienen, por lo tanto, la forma de esteras aplanadas por compresión.
La realización de la invención no está limitada a los ejemplos de realización anteriormente descritos. Por lo contrario, son posibles una serie de variantes, que usan la idea de la invención definida en las reivindicaciones adjuntas, aunque la configuración sea en principio diferente. El escudo térmico 3 según la invención puede usarse, por ejemplo, no sólo para el blindaje de un silenciador de escape 1 o de otras partes de un sistema de escape, sino por ejemplo también para el blindaje de zonas del bloque del motor respecto a la pared frontal del habitáculo. En particular, entra en el marco de la presente invención combinar las distintas características de los ejemplos de realización anteriormente descritos.

Claims (14)

1. Escudo térmico (3) con aislamiento acústico, en particular para automóviles, con un soporte (4) hecho de aluminio, al menos una capa de absorción acústica (6) y un blindaje térmico (7) hecho de aluminio, estando formada la al menos una capa de absorción acústica (6) por varias capas de género de punto de aluminio (12), caracterizado porque al menos 5 capas de género de punto de aluminio (12) dispuestas una encima de la otra están prensadas formando una estera (10) permeable de modo que la estera (10) presenta un grosor situado en el intervalo de 0,5 a 3 mm y una estructura microporosa con una pluralidad de canales (11) estrechos, ramificados, presentando el soporte (4) un lado descubierto con una pluralidad de orificios de paso de sonido (5), cuyo diámetro de orificio se encuentra en un intervalo de 0,1 a 1,9 mm, estando dispuestos hasta 24 orificios de paso de sonido (5) por cm^{2}.
2. Escudo térmico según la reivindicación 1, caracterizado porque la estera (10) tiene un gramaje situado en el intervalo de 8 a 15 g/dm^{2}.
3. Escudo térmico según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la estera (10) tiene una resistencia al flujo lineal mayor o igual a 5 kNs/m^{4}.
4. Escudo térmico según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el género de punto de aluminio está fabricado en forma de un género de punto unifilar.
5. Escudo térmico según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el género de punto de aluminio está realizado de tal forma que la distancia media (a) entre dos columnas de mallas situadas una a continuación de la otra es mayor o menor que la distancia media (b) entre los dos lados (15, 16) de una malla.
6. Escudo térmico según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el género de punto de aluminio presenta columnas de mallas de distintas anchuras y/o hileras de mallas de distintas anchuras.
7. Escudo térmico según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el soporte (4) presenta un grosor de 0,5 a 0,8 mm.
8. Escudo térmico según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el blindaje térmico (7) está formado por una lámina de aluminio.
9. Escudo térmico según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el blindaje térmico (7) está microperforado.
10. Escudo térmico según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el soporte (4) y/o el blindaje térmico (7) están perfilados.
11. Escudo térmico según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el soporte presenta una superficie sustancialmente lisa.
12. Escudo térmico según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque entre el soporte (4) y la capa de absorción acústica (6) y/o entre la capa de absorción acústica (6') y el blindaje térmico (7) está dispuesto un distanciador (20, 20'').
13. Escudo térmico según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque existen al menos dos capas de absorción acústica (6, 6') entre las cuales está dispuesto un distanciador (20').
14. Escudo térmico según la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque el distanciador está hecho de una lámina de aluminio perfilada.
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