ES2645853T3 - Placa sándwich con absorción acústica mejorada - Google Patents

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ES2645853T3 ES08021481.0T ES08021481T ES2645853T3 ES 2645853 T3 ES2645853 T3 ES 2645853T3 ES 08021481 T ES08021481 T ES 08021481T ES 2645853 T3 ES2645853 T3 ES 2645853T3
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Abstract

Placa sándwich con al menos una capa cobertora (1) y una capa de núcleo (5) conectada con la al menos una capa cobertora (1), en el que la capa de núcleo (5) presenta cavidades (7) separadas unas de otras, y al menos una parte (7.1) de las cavidades (7) está llena con un material absorbente del sonido, caracterizado porque como material absorbente del sonido se usa un granulado de un material resistente al fuego, preferiblemente de arena.

Description

DESCRIPCION
Placa sandwich con absorcion acustica mejorada
5 [0001] El uso de placas sandwich, que se componen de una o varias capas cobertoras as! como una capa de
nucleo trapezoidal u ondulada, ha probado su eficacia desde hace muchos anos en la construccion de vehlculos, preferiblemente en la construccion de vehlculos ferroviarios. Debido a su elevada estabilidad se usan, por ejemplo, como placas de piso. Al usar placas de construccion ligera a las que pertenecen tambien las placas sandwich mencionadas al inicio, como en muchos otros casos de aplicacion tambien hay un conflicto de objetivos entre la 10 construccion ligera y buena capacidad de absorcion del sonido.
[0002] Una propuesta para la superacion de este conflicto de objetivos se conoce por el documento DE 20 45
277. All! se describe un piso reductor del sonido para vehlculos ferroviarios, en el que entre la capa de nucleo en forma de una chapa trapezoidal y la capa cobertora esta prevista una estera de un material insonorizante. En este 15 piso reductor del sonido es desventajoso que el grosor del piso, all! donde se requiere una insonorizacion, es mayor que en las zonas del vehlculo ferroviario en las que no se requiere una insonorizacion. Estos grosores diferentes del piso provocan costes adicionales considerables en la fabricacion de un vehlculo ferroviario con un piso plano y libre de escalones y por ello son indeseados.
20 [0003] Por el documento US 4,557,961 y EP 1 149 691 A1 se conocen estructuras de panal de abeja, en las
que las paredes del panal discurren perpendicularmente a las capas cobertoras. De este modo se producen cavidades de la estructura de panal, que se cierran por la capa cobertora superior y la capa cobertora inferior. Esta estructura de panal solo tiene una pequena amortiguacion propia.
25 [0004] Por el documento WO 00/68001 se conoce una estructura de plastico similar al carton ondulado, que
se llena de un material de relleno para aumentar la resistencia.
[0005] Para eludir los problemas arriba mencionados, hasta ahora se han usado placas de piso con propiedades insonorizantes sobre toda la superficie de piso, aun cuando la insonorizacion solo se requiere por
30 zonas. As! se puede requerir una insonorizacion, por ejemplo, sobre un bogie de un vehlculo ferroviario o en el entorno inmediato de un motor de accionamiento y puede ser prescindible una insonorizacion, por ejemplo, entre los bogies de un vehlculo ferroviario en los que no estan presentes fuentes sonoras.
[0006] Cuando ahora se preve toda la placa de piso del vehlculo ferroviario con una insonorizacion, se 35 originan costes innecesarios, dado que las placas de construccion ligera con insonorizacion son mas caras que las
placas de construccion ligera sin insonorizacion.
[0007] La invencion tiene el objetivo de proporcionar una placa sandwich, que evite las desventajas mencionadas del estado de la tecnica. Simultaneamente la estructura del vehlculo ferroviario, en la que se emplea la
40 placa sandwich segun la invencion, debe ser lo mas sencilla posible.
[0008] Este objetivo se consigue segun la invencion en el caso de una placa sandwich con al menos una capa cobertora y una capa de nucleo conectada con al menos una capa cobertora, presentando la capa de nucleo cavidades separadas unas de otras, y al menos una parte de las cavidades esta llena con un material absorbente
45 del sonido, porque como material absorbente del sonido se usa un granulado de un material resistente al fuego, preferentemente de arena. En el caso de la placa sandwich segun la invencion se puede tratar de una placa sandwich adquirible en el mercado de aluminio o acero, en la que se fabrica la capa cobertora de chapa ondulada o trapezoidal. Tales placas sandwich se ofrecen en las mas diferentes realizaciones, por ejemplo, por la empresa Metawell GmbH bajo la designacion de producto Metawell.
50
[0009] A este respecto esta placa sandwich dispone de cavidades prismaticas, dispuestas en paralelo entre si y separado unas de otras. Segun la invencion ahora esta previsto llenar al menos una parte de estas cavidades con un material insonorizante. A este respecto, preferiblemente solo se llenan las cavidades que se situan mas tarde en el lugar de montaje en el entorno inmediato de una fuente sonora. Dado que preferiblemente solo las cavidades
55 situadas en el entorno inmediato de la fuente sonora se llenan con material absorbente del sonido, all! se produce una insonorizacion muy efectiva con uso de material mlnimo y costes muy bajos.
[0010] Asl, por ejemplo, las cavidades que en el estado montado de la placa sandwich se situan directamente sobre un bogie de un vehlculo ferroviario, se pueden llenar con un material absorbente del sonido. En otras zonas de
la placa sandwich, que en el estado montado no se situan en el entorno directo de una fuente sonora, con frecuencia se puede prescindir de la insonorizacion. De este modo es posible mejorar de forma dirigida la capacidad de absorcion del sonido de la placa sandwich de forma local y orientada a las necesidades sin modificaciones de las dimensiones exteriores de la placa sandwich habitual en el mercado.
5
[0011] La invencion permite hacer a medida las placas habituales en el mercado con vistas a su
insonorizacion respecto a la finalidad de uso o la aplicacion especial y de este modo obtener propiedades de amortiguacion optimas con los costes mas bajos.
10 [0012] Ha resultado ser ventajoso que este prevista una segunda capa cobertora y la segunda capa
cobertora este conectada igualmente con la capa de nucleo. Entonces se produce una placa sandwich que tiene una seccion transversal comparable a un carton ondulado. De este modo se produce una rigidez a flexion y resistencias de la placa sandwich muy elevadas. Debido al hecho de que en una placa sandwich con dos placas cobertores se aumenta el numero de las cavidades, ademas, se posibilita una capacidad de absorcion del sonido mejorada de 15 nuevo de la placa sandwich segun la invencion.
[0013] En los placas sandwich solicitadas muy intensamente mecanicamente tambien es posible construir la placa sandwich de forma multicapa, es decir, en conjunto dos capas cobertoras, dos capas de nucleo y una capa central dispuesta entre las capas de nucleo, de modo que se aumenta la altura constructiva y por consiguiente
20 tambien la resistencia a flexion de la placa sandwich.
[0014] Evidentemente de este modo estan a disposition todavla mas cavidades, de modo que gracias al llenado de estas cavidades se puede obtener una insonorizacion mejorada adicionalmente.
25 [0015] Ha resultado ser ventajoso usar una espuma, en particular una espuma a base de poliuretano, como
material absorbente del sonido. Tales espumas se pueden procesar de forma sencilla y tienen un peso especlfico ajustable. De este modo es posible adaptar las propiedades absorbentes del sonido de la espuma a las distintas aplicaciones y optimizar de este modo la insonorizacion.
30 [0016] En el mercado tambien son adquiribles espumas de PU diflcilmente inflamables con homologaciones
para el uso en el ramo de la construction. Tales espumas son adquiribles en el mercado, por ejemplo, bajo la designation de producto “PUFS750” y “FBS 02” de la empresa Fischer Werke GmbH. Estas espumas son diflcilmente inflamables segun la norma DIN 4102 y perteneces a la clase de material de construccion B1.
35 [0017] Evidentemente la invencion no esta limitada al uso de estos productos. Mejor dicho tambien es posible
que como material absorbente del sonido esten previstos un granulado de un material ignlfugo y simultaneamente absorbente del sonido, como por ejemplo fibras de vidrio o lana de fibras de silicato, arena, escoria molida, plomo, acero, goma u otros mas. Tambien es posible meter una espuma insonorizante, que se extruye en forma de un perfil, en las cavidades. A este respecto se puede aprovechar la propiedad de la placa sandwich, de que las cavidades son 40 prismaticas, de modo que tienen una seccion transversal constante a lo largo de toda la longitud. Esto permite de forma relativamente sencilla introducir una espuma o cuerpo de plastico conformado correspondientemente en las cavidades.
[0018] Cuando como material absorbente del sonido se usa una espuma no ignlfuga o un granulado suelto, 45 en general se requiere cerrar las cavidades en sus extremos mediante tapones de cierre apropiados o con un liston
de cierre. De este modo se impide que la espuma se inflame o el granulado se caiga fuera de las cavidades durante el funcionamiento del vehlculo ferroviario.
[0019] Otras ventajas y configuraciones ventajosas de la invencion se pueden deducir del dibujo siguiente, su 50 description y las reivindicaciones. Todas las caracterlsticas mencionadas en el dibujo, su description y las
reivindicaciones pueden ser esenciales para la invencion tanto individualmente como tambien en cualquier combination entre si.
[0020] En el dibujo muestran:
55
la figura 1 una representation isometrica de un primer ejemplo de realization de una placa sandwich segun la invencion,
la figura 2 un segundo ejemplo de realizacion de una placa sandwich segun la invencion,
la figura 3 una seccion longitudinal a traves de un ejemplo de aplicacion de una placa sandwich segun la invencion y
la figura 4 un ejemplo de montaje de una placa sandwich segun la invencion en un vehlcuio ferroviario.
BREVE DESCRIPCION DE EJEMPLOS DE REALIZACION
5 [0021] La figura 1 muestra en una representacion isometrica un primer ejemplo de realizacion de una placa
sandwich segun la invencion con diferentes propiedades de absorcion del sonido.
[0022] La placa sandwich comprende una primera capa cobertora y una segunda capa cobertora 3 que
discurre en paralelo a ella. Entre la primera capa cobertora y la segunda capa cobertora 2 esta dispuesta una capa 10 de nucleo 5 ondulada. La capa de nucleo 5 esta conectada, por ejemplo, mediante pegado de forma fija con las capas cobertoras 1 y 3. Como resultado esto conduce a una placa sandwich ligera y sin embargo muy resistente a flexion y de alta resistencia, tal y como se usa ya con exito, por ejemplo, en la construccion de vehlculos ferroviarios. Como material para las capas cobertoras 1, 3 y 5, as! como la capa de nucleo 5 se puede usar aluminio o acero.
15 [0023] Debido a las ondas de la capa de nucleo 5 y las capas cobertoras 1 y 3 se originan cavidades
prismaticas en la placa sandwich segun la invencion, que estan llenas de aire en los placas sandwich situadas en el mercado. Estas placas sandwich no tienen, debido a su bajo peso, propiedades de absorcion del sonido especialmente buenas. Segun la invencion ahora esta previsto llenar al menos una parte de las cavidades 7 con un material absorbente del sonido. Estas cavidades llenas tiene la referencia 7.1. La estructura de esta placa sandwich 20 trae consigo que las cavidades no estan unidas entre si. Por ello es posible llenar las cavidades 7.1 individuales con un material absorbente del sonido de forma dirigida y conforme a la capacidad de absorcion del sonido deseada localmente de la placa sandwich.
[0024] Esto es ventajoso en este sentido cuando de este modo es posible hacer una seleccion de las
25 cavidades a llenar con el material absorbente del sonido. Esta seleccion se puede hacer en particular de modo que solo se llenan con un material absorbente del sonido las cavidades 7 que en el lugar de instalacion posterior se situan en el entorno proximo de una fuente sonora. Esto significa que, en el entorno inmediato de una fuente sonora, la placa sandwich segun la invencion tiene propiedades de absorcion del sonido muy buenas. En otros puntos, all! donde es claramente menor la carga de ruido, se puede prescindir de una insonorizacion. Como resultado de este 30 modo es posible proporcionar una placa sandwich con propiedades de absorcion del sonido a medida. De este modo se minimiza primeramente el coste con vistas al material y costes para la insonorizacion y simultaneamente es posible adaptar una placa sandwich adquirible en el mercado a los requerimientos de la finalidad de uso o del lugar de montaje.
35 [0025] Dado que las dimensiones, en particular el grosor de la placa sandwich segun la invencion, no se
modifican cuando las cavidades 7 en la capa de nucleo 5 estan llenas con un material absorbente del sonido, tambien el montaje de la placa sandwich segun la invencion se puede efectuar de forma sencilla constructivamente en un vehlculo ferroviario, un barco u otro lugar de montaje. Para las dimensiones de las recepciones en la construccion circundante no se hace distincion de si las cavidades 7 estan llenas o no con un material absorbente 40 del sonido.
[0026] En la parte inferior de la figura 1b esta representada una seccion transversal parcial a traves del ejemplo de realizacion segun la figura 1a. A este respecto dos cavidades 7.1 estan llenas con el material absorbente del sonido, mientras que las cavidades 7.2 dispuestas adyacentes a ellas no estan llenas con el material absorbente
45 del sonido.
[0027] Como material absorbente del sonido se puede usar una espuma, en particular una espuma a base de poliuretano. Una espuma semejante se puede inyectar de forma dirigida en cavidades 7.1 individuales de la capa de nucleo 5, se expande all! y rellena por consiguiente toda la cavidad 7.2 entre la capa cobertora 1 y la chapa
50 ondulada 5. Espumas semejantes a base de poliuretano, que al menos son diflcilmente inflamables, estan disponibles en el mercado, de modo que tambien se considera la proteccion de incendios. Sin embargo, tambien es posible cerrar los extremos de las cavidades con tapones de cierre o un liston de cierre conformado de manera apropiada, de modo que por ello tambien se satisfacen los requisitos de la proteccion contra incendios. Como liston de cierre se puede usar, por ejemplo, un liston de aluminio o acero con un as! denominado perfil en C. Este liston se 55 empuja lateralmente sobre la placa sandwich y luego se puede pegar y/o remachar con las capas cobertoras 1 y 3. En el extremo derecho de la placa sandwich en la figura 1 esta representado un liston de cierre 8 con un perfil en C.
[0028] Segun se ve en la figura 1b, el grosor de la primera capa cobertora 1 es mayor que el de la segunda capa cobertora 3. Esto significa que, al respecto a la resistencia a las pisadas y otras propiedades, la placa sandwich
segun la invencion se puede adaptar individualmente a la finalidad de uso prevista no solo con vistas a las propiedades de absorcion del sonido, sino tambien con vistas a la resistencia mecanica.
[0029] Alternativamente a las espumas descritas a base de PU tambien se pueden introducir granulados o
5 bandas de lana mineral u otros materiales de tipo fibras en las cavidades 7.1. Cuando como material absorbente del sonido se usa un granulado, evidentemente se debe impedir en los extremos de las cavidades el corrimiento de estos granulados fuera de las cavidades 7.1 mediante un liston de cierre 8 o tapones de cierre conformados correspondientemente.
10 [0030] La figura 2 muestra otro ejemplo de realization de una placa sandwich segun la invencion. En este
ejemplo de realizacion, entre la primera capa cobertora 1 y la segunda capa cobertora 3 estan previstas dos capas de nucleo 5.1 y 5.2. Entre las dos capas de nucleo 5.1 y 5.2 esta dispuesta una capa central 9. De este modo se produce una rigidez a la flexion aumentada de la placa sandwich y existe la posibilidad de usar, por ejemplo, en la primera capa de nucleo 5.1 un material absorbente del sonido diferente que en la segunda capa de nucleo 5.2. De 15 este modo tambien se pueden amortiguar lo mejor posible diferentes rangos de frecuencias del sonido con materiales absorbentes del sonido optimizados a continuation. Naturalmente mediante esta construction en conjunto en 5 capas tambien se produce una resistencia mecanica aumentada de la placa sandwich.
[0031] La figura 3 muestra una section longitudinal a traves de una placa sandwich segun la invencion segun
20 la figura 1. A partir de esta seccion longitudinal tambien se puede reconocer adecuadamente que la placa sandwich se compone de una primera capa cobertora 3, una segunda capa cobertora 3 y una capa de nucleo 5 dispuesta en medio, que discurre en forma de una onda sinusoidal. Esta construccion se corresponde en su estructura con el as! denominado carton ondulado.
25 [0032] En la parte izquierda de la figura 3 esta representada una primera fuente sonora dB1. La primera
fuente sonora dB1 emite un sonido con una intensidad elevada, lo que esta indicado por un clrculo central con un gran ancho de llnea por debajo de la placa sandwich.
[0033] En la parte derecha de la figura 3 esta representada una segunda fuente sonora dB2, que emite 30 claramente menos sonido que la primera fuente sonora dB1. Esto se ilustra mediante clrculos concentricos con
ancho de llnea correspondientemente menor.
[0034] Segun la invencion ahora esta previsto llenar las cavidades 7.1 con un material absorbente del sonido en la parte izquierda de la placa sandwich, lo que esta representado mediante un sombreado correspondiente de las
35 cavidades 7.1. En consecuencia la placa sandwich tiene una capacidad de absorcion del sonido elevada en la parte izquierda de la figura 3, de modo que una gran parte del sonido emitido por la primera fuente sonora SQ1 se absorbe en la parte izquierda de la placa sandwich y correspondientemente se ha reducido el nivel sonoro dB1 que sale de la primera capa cobertora 1 claramente respecto al nivel sonoro emitido originalmente por la primera fuente de ruido dB1.
40
[0035] En la parte derecha de la figura 3, en las cavidades 7.2 de la placa sandwich no esta previsto un material absorbente del sonido, de modo que all! es relativamente baja la insonorizacion de la placa sandwich. Esto significa que, partiendo de una presion sonora menor de la segunda fuente sonora SQ2, durante el paso del sonido a traves de la placa sandwich solo se realiza se realiza una pequena amortiguacion en la parte derecha, de modo que
45 de la parte derecha de la placa sandwich sale el sonido de la segunda fuente sonora SQ2 con el nivel sonoro de dB2'. Como resultado, en este ejemplo de realizacion representado graficamente de la figura 2, son iguales los niveles sonoros dB1 y dB2' por encima de la primera capa cobertora 1, aunque la primera fuente sonora SQ1 genera una presion sonora mucho mas elevada que la segunda fuente sonora SQ2 dispuesta a la derecha.
50 [0036] De esta manera el nivel de ruido por encima de la placa sandwich se puede reducir e uniformar a una
medida agradable independientemente de las fuentes sonoras situadas por debajo de la placa sandwich. De este modo gracias al montaje de la placa sandwich segun la invencion en un vehlculo ferroviario a lo largo de toda la longitud del vehlculo ferroviario se produce un nivel sonoro constantemente bajo, lo que repercute directamente en la sensation de confort y el bienestar de los pasajeros y del personal de trenes o del conductor del tren.
[0037] En la figura 4 esta representado de forma integrada el ejemplo de realizacion segun la figura 3 en un
vehlculo ferroviario. La figura 4 muestra una seccion longitudinal parcial a traves de la cabina del vehlculo 21 con una placa de piso 23 segun la invencion.
[0038] No estan representadas la estructura portante real, as! como los bogies del vehlcuio ferroviario. En la
cabina del vehlculo 21 estan presentes junto la placa de piso 23 un tablero de mando 25, as! como una silla 27 para el conductor del vehlculo no representado. Por debajo de la cabina del vehlculo 21 se situa un bogie 29 que representa una fuente sonora.
5
[0039] Para bajar el nivel de ruido en la cabina del vehlculo 21 a una medida agradable, en la parte izquierda en la figura 4 de la placa de piso 3 estan llenas las cavidades 7.1 con un material absorbente del sonido.
[0040] En la parte derecha de la figura 4 de la cabina del vehlculo 21 no esta presente una fuente sonora, de
10 modo que all! las cavidades 7.2 de la placa de piso 3 no estan llenas con un material absorbente del sonido.

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Placa sandwich con al menos una capa cobertora (1) y una capa de nucleo (5) conectada con la al menos una capa cobertora (1), en el que la capa de nucleo (5) presenta cavidades (7) separadas unas de otras, y al
    5 menos una parte (7.1) de las cavidades (7) esta llena con un material absorbente del sonido, caracterizado porque como material absorbente del sonido se usa un granulado de un material resistente al fuego, preferiblemente de arena.
  2. 2. Placa sandwich segun la reivindicacion 1, caracterizada porque esta prevista una segunda capa 10 cobertora (3) y porque la segunda capa cobertora (3) esta conectada con la capa de nucleo (5).
  3. 3. Placa sandwich segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada porque esta prevista una segunda capa de nucleo (5.2) y una capa de separacion (9), y porque la segunda capa de nucleo (5.2) presenta cavidades (7) separadas unas de otras, y porque al menos una parte (7.1) de las cavidades en la segunda capa de nucleo (5.2)
    15 estan llenas con un material absorbente del sonido.
  4. 4. Placa sandwich segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las capas cobertoras (1, 3), las capas de nucleo (5, 5.1, 5.2) y/o la capa de separacion (9) esta hecha de un material metalico, preferiblemente de aluminio o acero.
    20
  5. 5. Placa sandwich segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque al menos las cavidades (7.1) rellenas con un material absorbente del sonido estan cerradas en sus extremos.
  6. 6. Placa sandwich segun la reivindicacion 5, caracterizada porque las cavidades (7.1) estan cerradas 25 con un liston de cierre (8) o tapon de cierre.
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