IT201800021508A1 - Structural component for noise reduction and acoustic insulation mat including this structural component - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione si riferisce ad un componente strutturale per la riduzione del rumore da impiegarsi quando si presenti la necessità di assicurare l'isolamento acustico a basse frequenze mediante l’impiego di strutture aventi masse contenute, in particolare qualora il rumore da ridurre presenti uno spettro comprendente un numero discreto di picchi di pressione sonora in dB in corrispondenza di determinate e specifiche frequenze. The present invention refers to a structural component for noise reduction to be used when the need arises to ensure sound insulation at low frequencies by using structures with low masses, in particular when the noise to be reduced has a spectrum comprising a discrete number of sound pressure peaks in dB at certain and specific frequencies.
Secondo un ulteriore aspetto, la presente invenzione verte altresì su un materassino per l’isolamento acustico comprendente tale componente strutturale per la riduzione del rumore. According to a further aspect, the present invention also relates to a mat for acoustic insulation including this structural component for noise reduction.
Il suddetto componente strutturale ed il relativo materassino di isolamento acustico possono preferibilmente trovare applicazione in ambito aereonautico, ferroviario o navale ove l’impiego di strutture aventi masse contenute riveste una fondamentale importanza, particolarmente in ambito aereonautico. The aforementioned structural component and the related acoustic insulation mat can preferably find application in the aeronautical, railway or naval field where the use of structures with low masses is of fundamental importance, particularly in the aeronautical field.
Per semplicità di esposizione, la presente descrizione è fatta in modo non limitativo con particolare riferimento alle problematiche connesse all’isolamento acustico della cabina di un velivolo turboelica per aviazione generale, essendo le stesse considerazioni riferibili anche ad altre applicazioni, ad esempio in ambito navale o ferroviario. For simplicity of explanation, the present description is made in a non-limiting way with particular reference to the problems connected to the acoustic insulation of the cabin of a turboprop aircraft for general aviation, since the same considerations also refer to other applications, for example in the naval or railway.
Lo stato dell'arte per l'isolamento termoacustico della cabina dei velivoli prevede l'impiego di materassini (blankets) per isolamento termoacustico costituiti da più strati di materiali sovrapposti con caratteristiche differenti. The state of the art for the thermoacoustic insulation of the aircraft cabin provides for the use of blankets for thermoacoustic insulation consisting of several layers of superimposed materials with different characteristics.
Generalmente in tali materassini si riscontra la presenza di una cosiddetta Sound Barrier che si basa essenzialmente sull'impiego di un materiale ad elevata impedenza acustica e con proprietà di smorzamento viscoso (ad esempio gomme a basi di silicone o viniliche), eventualmente con l'aggiunta di elementi che ne aumentano la massa per unità di area. Ciascuna Sound Barrier può comprendere uno o più strati del suddetto materiale a seconda delle specifiche necessità da soddisfare. Generally in these mats there is the presence of a so-called Sound Barrier which is essentially based on the use of a material with high acoustic impedance and with viscous damping properties (for example silicone or vinyl based rubbers), possibly with the addition of elements that increase its mass per unit area. Each Sound Barrier can comprise one or more layers of the aforesaid material according to the specific needs to be satisfied.
In aggiunta ad una Sound Barrier, un tipico materassino per l’isolamento termoacustico può prevedere prevede la presenza di uno o più strati di materiali isolanti termici e fonoassorbenti acustici. Tali materiali sono generalmente riconducibili a due specifiche categorie: In addition to a Sound Barrier, a typical thermal-acoustic insulation mat can provide for the presence of one or more layers of thermal insulation and sound-absorbing materials. These materials are generally attributable to two specific categories:
- fibra di vetro, ad esempio disponibile in rotoli di varie densità e spessori, e - glass fiber, for example available in rolls of various densities and thicknesses, e
- materiali polimerici espansi a celle chiuse, qualora si voglia privilegiare le proprietà di isolamento termico o a celle aperte, qualora si vogliano privilegiare le proprietà fonoassorbenti. Così ad esempio vi sono pannelli di vario spessore e densità in melammina espansa, oppure foam di EtilenVinilAcetato copolimero, foam di polietilene LD, foam di PVDF (polivinildenefluoride. - closed cell expanded polymeric materials, if you want to favor thermal insulation properties or open cells, if you want to favor sound absorbing properties. Thus, for example, there are panels of various thickness and density in expanded melamine, or EthyleneVinylAcetate copolymer foam, LD polyethylene foam, PVDF foam (polyvinyldefluoride.
Infine, di norma, in tali materassini (blankets) è previsto un film plastico di chiusura che funge anche da barriera al vapore, all'umidità ed allo sporco. I film di chiusura generalmente impiegati possono essere a base di PEEK (polietere etere chetone), a base di polivinilfloruro o a base di poliimmide. Finally, as a rule, such blankets are provided with a closing plastic film which also acts as a barrier to vapor, humidity and dirt. The sealing films generally used can be based on PEEK (polyether ether ketone), based on polyvinyl fluoride or based on polyimide.
Dal punto di vista acustico si rileva come le suddette sound barriers cominciano ad essere efficaci già a frequenze dell’ordine di 100 Hz, mentre i materiali fonoassorbenti cominciano ad essere efficaci da frequenze nell'ordine dei 400-500 Hz in poi. From the acoustic point of view, it is noted that the aforementioned sound barriers begin to be effective already at frequencies of the order of 100 Hz, while the sound-absorbing materials begin to be effective from frequencies of the order of 400-500 Hz onwards.
Nel caso specifico di isolamento acustico di aerei turboelica le frequenze proprie dovute alle pale dell'elica presentano evidenti picchi di rumore che sono percepiti in modo molto fastidioso dagli occupanti la cabina del velivolo. Ad esempio, nel caso di un'elica a 4 pale ed avente una velocità di rotazione di 2.100 rpm le frequenze proprie saranno: f1 = 4*2100/60 = 140 Hz; f2 = 2*f1 = 280 Hz; f3 = 3*f1 = 420 Hz; etc. In the specific case of acoustic insulation of turboprop aircraft, the natural frequencies due to the propeller blades present evident noise peaks which are perceived in a very annoying way by the occupants of the aircraft cabin. For example, in the case of a 4-blade propeller having a rotation speed of 2,100 rpm, the natural frequencies will be: f1 = 4 * 2100/60 = 140 Hz; f2 = 2 * f1 = 280 Hz; f3 = 3 * f1 = 420 Hz; etc.
Come risulta da quanto sopra esposto è evidente come ancora oggi sia molto sentita l’esigenza di avere dei componenti strutturali che, oltre ad avere un peso molto contenuto siano specificatamente progettati per assorbire rumore a frequenze comprese fra 100 Hz e 500 Hz in corrispondenza di specifiche e determinate frequenze proprie del velivolo, con ciò migliorando notevolmente l’isolamento acustico del velivolo. As can be seen from the foregoing, it is evident that the need is still felt today to have structural components which, in addition to having a very low weight, are specifically designed to absorb noise at frequencies between 100 Hz and 500 Hz in correspondence with specific and certain natural frequencies of the aircraft, thereby greatly improving the sound insulation of the aircraft.
Il problema alla base della presente invenzione è quello di escogitare un componente strutturale per la riduzione del rumore da impiegarsi quando si presenti la necessità di assicurare l'isolamento acustico a basse frequenze mediante l’impiego di strutture aventi masse contenute la quale presenti caratteristiche strutturali e funzionali tali da soddisfare la suddetta esigenza, ovviando nel contempo agli inconvenienti di cui si detto con riferimento alla tecnica nota. The problem underlying the present invention is to devise a structural component for noise reduction to be used when the need arises to ensure sound insulation at low frequencies through the use of structures having contained masses which present structural characteristics and functional such as to satisfy the aforementioned requirement, while obviating at the same time the drawbacks mentioned with reference to the known art.
Tale problema è risolto da un componente strutturale per la riduzione del rumore in accordo con la rivendicazione 1. This problem is solved by a structural component for noise reduction according to claim 1.
Secondo un ulteriore aspetto, il suddetto problema tecnico è risolto anche da un materassino per l’isolamento acustico in accordo con la rivendicazione 14. According to a further aspect, the aforementioned technical problem is also solved by a mat for acoustic insulation in accordance with claim 14.
Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi del componente strutturale secondo la presente invenzione risulteranno dalla descrizione di seguito riportata di un suo esempio preferito di realizzazione, data a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle annesse figure, in cui: Further characteristics and advantages of the structural component according to the present invention will result from the description given below of a preferred embodiment thereof, given by way of non-limiting example, with reference to the attached figures, in which:
- la figura 1 rappresenta una vista piana laterale di un risuonatore a parete flettente secondo l’invenzione; - Figure 1 represents a side plan view of a bending wall resonator according to the invention;
- la figura 2 rappresenta una vista in pianta del risuonatore a parete flettente di figura 1; Figure 2 is a plan view of the bending-wall resonator of Figure 1;
- la figura 3 rappresenta una vista piana in sezione del risuonatore a parete flettente secondo la linea di sezione III-III figura 2; - figure 3 represents a plan view in section of the resonator with bending wall according to the section line III-III figure 2;
- la figura 4 rappresenta una vista piana laterale di un risuonatore a parete flettente secondo l’invenzione in accordo con una variante di realizzazione; - Figure 4 represents a side plan view of a bending wall resonator according to the invention in accordance with a variant embodiment;
- la figura 5 rappresenta una vista in pianta del risuonatore a parete flettente di figura 4; Figure 5 is a plan view of the bending-wall resonator of Figure 4;
- la figura 6 rappresenta una vista piana in sezione del risuonatore a parete flettente secondo la linea di sezione VI-VI figura 5; figure 6 represents a plan view in section of the resonator with bending wall according to the section line VI-VI figure 5;
- la figura 7 rappresenta una vista in pianta di un materassino per l’isolamento acustico secondo l’invenzione comprendente una pluralità di risuonatori a parete flettente delle figure 1 e 4 senza la rappresentazione del film plastico di chiusura; - figure 7 represents a plan view of a mat for acoustic insulation according to the invention comprising a plurality of bending wall resonators of figures 1 and 4 without the representation of the plastic closing film;
- la figura 8 rappresenta una vista piana laterale fuori scala e senza il rispetto delle proporzioni del materassino di figura 7 con la rappresentazione del film plastico di chiusura e - figure 8 represents an out-of-scale lateral plan view and without respecting the proportions of the mattress of figure 7 with the representation of the closing plastic film and
- la figura 9 rappresenta una vista in sezione del materassino di figura 7 fuori scala e senza il rispetto delle proporzioni secondo la linea di sezione VI-VI figura 2 e con la rappresentazione del film plastico di chiusura. - figure 9 represents a section view of the mat of figure 7 out of scale and without respecting the proportions according to the section line VI-VI figure 2 and with the representation of the closing plastic film.
Con riferimento alle annesse figure, con 1 è globalmente indicato un componente strutturale secondo l’invenzione da impiegarsi quando si presenti la necessità di assicurare l'isolamento acustico a basse frequenze mediante l’impiego di strutture aventi masse contenute, ad esempio l’isolamento acustico della cabina di un velivolo turboelica per aviazione generale, nei quali le frequenze proprie dovute alle pale dell'elica presentano evidenti picchi di rumore (ad esempio a 140 Hz o a 280 Hz) che sono percepiti in modo molto fastidioso dagli occupanti la cabina del velivolo. With reference to the attached figures, the numeral 1 globally indicates a structural component according to the invention to be used when the need arises to ensure sound insulation at low frequencies by using structures with contained masses, for example sound insulation. of the cabin of a turboprop aircraft for general aviation, in which the natural frequencies due to the propeller blades have evident noise peaks (for example at 140 Hz or at 280 Hz) which are perceived in a very annoying way by the occupants of the aircraft cabin.
Secondo un primo aspetto dell’invenzione, tale componente strutturale è costituito da un risuonatore 1 a parete flettente. According to a first aspect of the invention, this structural component consists of a resonator 1 with a bending wall.
Come risulta dalle figure da 1 a 3: As can be seen from figures 1 to 3:
- il suddetto risuonatore 1 a parete flettente comprende un corpo cavo chiuso formato da una parete flettente 3 e da una restante porzione 4 che è rigida alla parete flettente 3; - the aforementioned resonator 1 with bending wall comprises a closed hollow body formed by a bending wall 3 and by a remaining portion 4 which is rigid to the bending wall 3;
- la suddetta parete flettente 3 è perimetralmente supportata dalla suddetta restante porzione rigida 4 del corpo cavo in modo da poter vibrare liberamente secondo la frequenza propria di risonanza e - the aforementioned bending wall 3 is perimeter supported by the aforementioned remaining rigid portion 4 of the hollow body so as to be able to vibrate freely according to the natural resonance frequency and
- il suddetto corpo cavo comprende una apertura 5 posizionata in corrispondenza della suddetta restante porzione rigida 4. - the aforesaid hollow body comprises an opening 5 positioned in correspondence with the aforesaid remaining rigid portion 4.
Con riferimento alla suddetta parete flettente 3, nella stessa è individuabile una porzione mediana 6. With reference to the aforementioned bending wall 3, a median portion 6 can be identified in the same.
Preferibilmente, la suddetta apertura 5 è posizionata nella suddetta restante porzione rigida 4 del copro cavo in modo da risultare affacciata in corrispondenza di detta porzione mediana 6 della parete flettente 3. Preferably, the aforementioned opening 5 is positioned in the aforementioned remaining rigid portion 4 of the hollow body so as to face in correspondence with said median portion 6 of the bending wall 3.
Preferibilmente la suddetta parete flettente 3 è una parete piana. Preferably the aforesaid bending wall 3 is a flat wall.
Preferibilmente, la suddetta parete flettente 3 è una parete piana circolare avente un diametro compreso fra 60 mm e 100 mm, preferibilmente compresa fra 65 e 88 mm, più preferibilmente di 84 mm. Preferably, the aforementioned bending wall 3 is a circular flat wall having a diameter between 60 mm and 100 mm, preferably between 65 and 88 mm, more preferably 84 mm.
In accordo con la forma di realizzazione illustrata, la suddetta restante porzione rigida 4 del corpo cavo è raccordata alla parete flettente 3 mediante un tratto cilindrico 8, ad esempio avente uno spessore di 5 millimetri. Preferibilmente il suddetto tratto cilindrico 8 è un tratto cilindrico a sezione circolare corrispondente al diametro della parete flettente 3. In accordance with the illustrated embodiment, the aforementioned remaining rigid portion 4 of the hollow body is connected to the bending wall 3 by means of a cylindrical portion 8, for example having a thickness of 5 millimeters. Preferably the aforementioned cylindrical portion 8 is a cylindrical portion with a circular section corresponding to the diameter of the bending wall 3.
In accordo con la forma di realizzazione illustrata, la suddetta restante porzione rigida 4 del corpo cavo comprende una superficie bombata con concavità rivolta verso la cavità interna di detto corpo cavo. In accordance with the illustrated embodiment, the aforesaid remaining rigid portion 4 of the hollow body comprises a convex surface with concavity facing the internal cavity of said hollow body.
Più preferibilmente, la suddetta superficie bombata della restante porzione rigida 4 del corpo cavo è una semisfera o sostanzialmente una semisfera, potendo altresì assumere la conformazione di una porzione di calotta sferica e simili. Questa conformazione è vantaggiosa in quanto consente di massimizzare il volume della cavità 2 a fronte di una porzione rigida 4 avente conformazione bombata. More preferably, the aforementioned convex surface of the remaining rigid portion 4 of the hollow body is a hemisphere or substantially a hemisphere, which can also assume the shape of a portion of a spherical cap and the like. This conformation is advantageous in that it allows to maximize the volume of the cavity 2 in the face of a rigid portion 4 having a convex conformation.
Preferibilmente, il rapporto fra l’area della suddetta apertura 5 e l’area della parete flettente 3 è compreso fra 0,0003 e 0,014, più preferibilmente è compreso fra 0,001 e 0,01. Preferably, the ratio between the area of the aforementioned opening 5 and the area of the bending wall 3 is between 0.0003 and 0.014, more preferably it is between 0.001 and 0.01.
In accordo con gli esempi illustrati, la parte flettente 3 ha un diametro di 84 mm, mentre l’apertura 5 è individuata da un foro avente un diametro di 3mm ricavato nella sommità della semisfera che individua la restante porzione rigida 4 del corpo cavo. In accordance with the illustrated examples, the bending part 3 has a diameter of 84 mm, while the opening 5 is identified by a hole with a diameter of 3mm obtained in the top of the hemisphere which identifies the remaining rigid portion 4 of the hollow body.
Preferibilmente il suddetto risuonatore 1 a parete flettente è realizzato preferibilmente in un sol pezzo. Preferably the aforesaid resonator 1 with bending wall is preferably made in one piece.
Preferibilmente il suddetto risuonatore 1 a parete flettente è realizzato con materiale polimerico o elastomerico, ad esempio in Poliammide 11 e 12 o in Polieterimmide. Preferably the aforementioned resonator 1 with bending wall is made of polymeric or elastomeric material, for example of Polyamide 11 and 12 or of Polyetherimide.
In particolare, Poliammide 11 e 12 può essere convenientemente utilizzata qualora il risuonatore 1 sia realizzato con tecnica ADDITIVE MANUFACTURING FDM (Fused Deposition Modeling), mentre può convenientemente essere realizzato in Polieterimmide qualora lo stesso sia realizzato mediante ADDITIVE MANUFACTURING SLS (Selective Laser Sintering). In particular, Polyamide 11 and 12 can be conveniently used if the resonator 1 is made with the ADDITIVE MANUFACTURING FDM (Fused Deposition Modeling) technique, while it can be conveniently made in Polyetherimide if it is made by ADDITIVE MANUFACTURING SLS (Selective Laser Sintering).
Preferibilmente, la parete flettente 3 ha uno spessore, preferibilmente uno spessore costante, compreso fra 0,5 mm e 1,1 mm, più preferibilmente uno spessore compreso fra 0,5 mm e 1,50 mm. Preferably, the bending wall 3 has a thickness, preferably a constant thickness, comprised between 0.5 mm and 1.1 mm, more preferably a thickness comprised between 0.5 mm and 1.50 mm.
Preferibilmente, preferibilmente lo spessore della suddetta restante porzione rigida 4 del corpo cavo del risuonatore 1 è minore o uguale allo spessore della parete flettente 3. Preferably, preferably the thickness of the aforementioned remaining rigid portion 4 of the hollow body of the resonator 1 is less than or equal to the thickness of the bending wall 3.
Preferibilmente detta parete flettente 3 del risuonatore 1 ha una dimensione massima compresa fra 60 mm e 100 mm, più preferibilmente una dimensione massima compresa fra 65 e 88 mm. Preferably said bending wall 3 of the resonator 1 has a maximum dimension comprised between 60 mm and 100 mm, more preferably a maximum dimension comprised between 65 and 88 mm.
Preferibilmente detta parete flettente 3 del risuonatore 1 è una circonferenza e detta dimensione massima è il diametro di detta circonferenza. Preferably said bending wall 3 of resonator 1 is a circumference and said maximum dimension is the diameter of said circumference.
Preferibilmente detto risuonatore 1 a parete flettente si estende per una altezza compresa tra 35 mm e 70 mm misurata perpendicolarmente a detta parete flettente 3 a partire da detta parete flettente 3. Preferably said bending wall resonator 1 extends for a height between 35 mm and 70 mm measured perpendicularly to said bending wall 3 starting from said bending wall 3.
Con riferimento alle figure da 4 a 6, con 1a è raffigurato un risuonatore a parete flettente sostanzialmente corrispondente al risuonatore 1 a parete flettente già descritto ed illustrato nelle figure da 1 a 3, con la precisazione che le parti del risuonatore 1a che sono uguali strutturalmente e/o funzionalmente alle stesse parti del risuonatore 1 sono contraddistinte con gli stessi numeri di riferimento e non saranno di seguito ulteriormente descritte, valendo quanto già descritto in precedenza in relazione al risuonatore 1. With reference to Figures 4 to 6, 1a shows a bending-wall resonator substantially corresponding to the bending-wall resonator 1 already described and illustrated in Figures 1 to 3, with the specification that the parts of the resonator 1a which are structurally identical and / or functionally the same parts of the resonator 1 are marked with the same reference numbers and will not be further described below, as previously described in relation to the resonator 1 applies.
In particolare, il risuonatore 1a differisce dal risuonatore 1 per il fatto che la parete flettente 3 presenta uno spessore di 0,55 mm anziché di 0,7 mm e, soprattutto per il fatto di comprendere una massa localizzata 7 solidalmente associata alla porzione mediana 6 della parete flettente 3. In particular, the resonator 1a differs from the resonator 1 in that the bending wall 3 has a thickness of 0.55 mm instead of 0.7 mm and, above all in the fact that it comprises a localized mass 7 integrally associated with the median portion 6 of the bending wall 3.
In considerazione di ciò, variando il valore della massa della suddetta massa localizzata 7 è possibile variare la frequenza propria di risonanza della parete flettente 3 e del risuonatore 1a stesso, così di variare, vale a dire di tarare il valore di tale frequenza propria di risonanza per renderla uguale alla frequenza del rumore che di cui si vuole ottenere una attenuazione. In consideration of this, by varying the value of the mass of the aforementioned localized mass 7 it is possible to vary the natural resonance frequency of the bending wall 3 and of the resonator 1a itself, so as to vary, i.e. to calibrate the value of this natural resonance frequency. to make it equal to the frequency of the noise to be attenuated.
Preferibilmente la suddetta massa localizzata 7 è solidalmente associata al lato interno della parete flettente 3 per aggettare nella cavità 2 del corpo cavo. Preferably the aforementioned localized mass 7 is integrally associated with the internal side of the bending wall 3 to project into the cavity 2 of the hollow body.
Preferibilmente la suddetta massa localizzata 7 ha un'estensione compresa tra il 5% ed il 20% dell'area di della parete flettente 3. Preferably the aforementioned localized mass 7 has an extension comprised between 5% and 20% of the area of the bending wall 3.
Dunque, in accordo con la forma di realizzazione preferita illustrata nelle figure, il risuonatore secondo l’invenzione ha una superficie circolare piana di base (la parete flettente 3), con l'eventuale presenza di una opportuna massa localizzata 7 per tarare la frequenza propria di risonanza del sistema alla frequenza che si intende attenuare. Therefore, in accordance with the preferred embodiment illustrated in the figures, the resonator according to the invention has a flat circular base surface (the bending wall 3), with the possible presence of a suitable localized mass 7 to calibrate the natural frequency. system resonance at the frequency to be attenuated.
Successivamente vi è un tratto cilindrico 8, utile per il posizionamento con forzamento del risuonatore in uno strato di materiale fonoassorbente, seguito sulla sommità o da un tratto semisferico 4. Then there is a cylindrical section 8, useful for positioning the resonator with forcing in a layer of sound-absorbing material, followed on the top or by a hemispherical section 4.
Infine, in linea con la porzione mediana 6 della parete flettente 3 vi è una apertura 5 ricavata nella sommità del suddetto tratto semisferico 4. Il risuonatore 1,1a deve essere disposto con la suddetta apertura 5 rivolta verso la direzione da cui arriva il rumore che si intende attenuare. Finally, in line with the median portion 6 of the bending wall 3 there is an opening 5 obtained in the top of the aforementioned hemispherical portion 4. The resonator 1,1a must be arranged with the aforementioned opening 5 facing the direction from which the noise arrives. it is intended to mitigate.
Il principio di funzionamento del risuonatore a parete flettente secondo l’invenzione è di seguito spiegato. The operating principle of the bending wall resonator according to the invention is explained below.
Il rumore esterno alla frequenza specifica o in un intorno ristretto di questa, comporta una risonanza di modo flessionale della parete circolare di base 3 con un unico antinodo o ventre in posizione centrale, tale deformata dinamica attiva una compressione dell'aria contenuta all'interno della cavità del risuonatore che tende a fuoriuscire dall’apertura 5 presente sulla sommità della restante porzione rigida 4 del corpo cavo, interferendo con l'aria che, invece spinta dalla forzante di rumore esterno, tende ad entrare. In tal modo si sommano due meccanismi dissipativi, uno legato alla viscosità interna del materiale di cui è costituito il risuonatore stesso, che si attiva nella parete di base 3, e l'altro di tipo fluidodinamico all'interno del foro di comunicazione tra la cavità del risuonatore e l'ambiente esterno. The external noise at the specific frequency or in a narrow neighborhood of this, involves a resonance in flexural mode of the circular base wall 3 with a single antinode or belly in a central position, this dynamic deformation activates a compression of the air contained within the cavity of the resonator which tends to come out of the opening 5 present on the top of the remaining rigid portion 4 of the hollow body, interfering with the air which, instead pushed by the external noise forcing, tends to enter. In this way, two dissipative mechanisms are added, one linked to the internal viscosity of the material of which the resonator itself is made, which is activated in the base wall 3, and the other of the fluid-dynamic type inside the communication hole between the cavity of the resonator and the external environment.
Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione un materassino 10 per l’isolamento/smorzamento acustico comprende un primo strato 11 di materiale fonoassorbente comprendente una pluralità di cavità e una corrispondete rispettiva pluralità di risuonatori alloggiati in dette cavità. According to a further aspect of the present invention, a mat 10 for acoustic insulation / damping comprises a first layer 11 of sound-absorbing material comprising a plurality of cavities and a corresponding respective plurality of resonators housed in said cavities.
Preferibilmente, i suddetti risuonatori alloggiati in detto primo strato 11 sono risuonatori a parete flettente 1,1a del tipo precedentemente descritto, in cui detti risuonatori a parete flettente 1,1a sono posizionati in detto strato di materiale fonoassorbente in modo da presentare la rispettiva parete flettente 3 rivolta verso un primo lato di detto primo strato 11 di materiale fonoassorbente. Preferably, the aforementioned resonators housed in said first layer 11 are bending-wall resonators 1,1a of the type described above, in which said bending-wall resonators 1,1a are positioned in said layer of sound-absorbing material so as to present the respective bending wall 3 facing a first side of said first layer 11 of sound-absorbing material.
Preferibilmente, il suddetto primo strato 11 di materiale fonoassorbente è di melammina espansa, preferibilmente di melammina espansa a celle aperte, o di fibra di vetro. Preferably, the aforementioned first layer 11 of sound-absorbing material is of expanded melamine, preferably of open-cell expanded melamine, or of glass fiber.
Preferibilmente detto primo strato 11 di materiale fonoassorbente presenta uno spessore sostanzialmente corrispondente all’altezza di detti risuonatori a parete flettente 1,1a misurata perpendicolarmente a detta parete flettente 3 a partire da detta parete flettente 3, in modo che detti risuonatori a parete flettente 1;1a risultino interamante contenuti nello spessore di detto primo strato 11 di materiale fonoassorbente. Preferably, said first layer 11 of sound-absorbing material has a thickness substantially corresponding to the height of said bending-wall resonators 1,1a measured perpendicularly to said bending wall 3 starting from said bending wall 3, so that said bending-wall resonators 1; 1a are entirely contained in the thickness of said first layer 11 of sound-absorbing material.
Preferibilmente, il numero totale di detti risuonatori a parete flettente 1,1a varia fra sessanta e centotrenta per metro quadrato di superficie di detto primo strato 11 di materiale fonoassorbente. Preferably, the total number of said bending-wall resonators 1,1a varies between sixty and one hundred and thirty per square meter of surface of said first layer 11 of sound-absorbing material.
Il primo strato 11 di materiale fonoassorbente presenta preferibilmente un pattern di foratura in modo che il rapporto tra superficie forata e superficie non forata risulti compreso tra circa il 30% ed il 65% , le superfici cilindriche che costituiscono le superfici laterali dei fori vengono impiegate per alloggiare i suddetti risuonatori 1,1a a parete flettente con interferenza (nell'ordine dei 2 - 6 mm sul diametro). The first layer 11 of sound-absorbing material preferably has a perforation pattern so that the ratio between the perforated surface and the non-perforated surface is between about 30% and 65%, the cylindrical surfaces which constitute the lateral surfaces of the holes are used for house the aforesaid resonators 1,1a with bending wall with interference (in the order of 2 - 6 mm on the diameter).
Preferibilmente, il materassino 10 comprende almeno due risuonatori tarati per attenuare rumori a frequenze differenti fra loro. Negli esempio illustrati, il risuonatore 1 è progettato per smorzare/attenuare rumori aventi una frequenza di circa 280 Hz, mentre il risuonatore 1a è progettato per smorzare/attenuare rumori aventi una frequenza di circa 140 Hz . Preferably, the mat 10 comprises at least two resonators calibrated to attenuate noises at different frequencies. In the illustrated examples, the resonator 1 is designed to damp / attenuate noises having a frequency of about 280 Hz, while the resonator 1a is designed to damp / attenuate noises having a frequency of about 140 Hz.
Preferibilmente il materassino 10 comprende un secondo strato 12 fonoassorbente, preferibilmente uno strato di fibra di vetro, avente uno spessore di circa 3/8”. Preferably the mat 10 comprises a second sound-absorbing layer 12, preferably a layer of glass fiber, having a thickness of about 3/8 ".
Giova evidenziare che quale materiale fonoassorbente, in aggiunta alla melammina espansa ed alla fibra di vetro è altresì possibile impiegare altri materiali, quali, ad esempio, Polivinilidenfluoruro, Polietilene a bassa densità o Copolimero etilene ed acetato di vinile It should be noted that as sound-absorbing material, in addition to expanded melamine and glass fiber, it is also possible to use other materials, such as, for example, Polyvinylidene fluoride, Low density polyethylene or Ethylene copolymer and vinyl acetate
Preferibilmente, il materassino 10 comprende un terzo strato 13 fonoassorbente costituito da una Sound Barrier, realizzata da uno strato di circa 0,025" in gomma siliconica o in Polivinilcloruro con cariche di massa, ad esempio di Ossido di Bario (BaO) Preferibilmente, il materassino 10 comprende un film plastico 14 di chiusura che funge da barriera al vapore, all'umidità ed allo sporco. Preferably, the mat 10 comprises a third sound-absorbing layer 13 consisting of a Sound Barrier, made of a layer of about 0.025 "of silicone rubber or polyvinyl chloride with mass fillers, for example of Barium Oxide (BaO). Preferably, the mat 10 it comprises a plastic closing film 14 which acts as a barrier to vapor, humidity and dirt.
In accordo con la forma di realizzazione illustrata nelle figure 7,8, 9 il suddetto film plastico 14 di chiusura è applicato al lato del primo strato 11 in corrispondenza del quale si trovano le aperture dei risuonatori 1,1a, mentre il secondo strato 12 è applicato al lato opposto del primo strato 11, ed il terzo strato 13 è applicato al lato libero del secondo strato 12 (cfr. figura 8). In accordance with the embodiment illustrated in Figures 7,8, 9, the aforementioned closing plastic film 14 is applied to the side of the first layer 11 in correspondence with which the openings of the resonators 1,1a are located, while the second layer 12 is applied to the opposite side of the first layer 11, and the third layer 13 is applied to the free side of the second layer 12 (see Figure 8).
La soluzione tecnica implementata nel materassino 10 secondo l’invenzione consta nell'integrazione di risuonatori a parete flettente, preferibilmente realizzati in Additive Manufacturing in materiale plastico o elastomerico (tipo gomma), di preferenza con tecnologia SLS o FDM, all'interno di un materassino fonoassorbente avente una struttura di per sé nota. The technical solution implemented in the mat 10 according to the invention consists in the integration of resonators with bending wall, preferably made in Additive Manufacturing in plastic or elastomeric material (rubber type), preferably with SLS or FDM technology, inside a mat sound absorber having a per se known structure.
Come si può apprezzare da quanto descritto, il componente strutturale secondo la presente invenzione consente di soddisfare la suddetta esigenza e di superare nel contempo agli inconvenienti di cui si è riferito nella parte introduttiva della presente descrizione con riferimento alla tecnica nota. Infatti, pur consentendo di contenere il peso complessivo della struttura fonoassorbente e smorzante acusticamente rispetto a quella di un comune materassino anteriormente noto, la presenza in tale materassino dei risuonatori a parete flettente secondo l’invenzione consente di assicurare l'isolamento acustico da un rumore presentante uno spettro comprendente un numero discreto di picchi di pressione sonora in dB in corrispondenza di determinate e specifiche frequenze comprese fra 100 Hz e 500 Hz, le quali in assenza dei risuonatori a parete flettente secondo l’invenzione non potrebbero essere efficacemente attenuate. As can be appreciated from what has been described, the structural component according to the present invention allows to satisfy the above requirement and at the same time overcome the drawbacks referred to in the introductory part of the present description with reference to the known art. In fact, while allowing the overall weight of the sound-absorbing and acoustically damping structure to be contained with respect to that of a common mat previously known, the presence in this mat of bending-wall resonators according to the invention makes it possible to ensure sound insulation from a noise present a spectrum comprising a discrete number of sound pressure peaks in dB at certain and specific frequencies between 100 Hz and 500 Hz, which in the absence of the bending wall resonators according to the invention could not be effectively attenuated.
Un altro vantaggio del componente strutturale per la riduzione del rumore secondo la presente invenzione, nonché del materassino per l’isolamento acustico secondo l’invenzione risiede nella semplicità strutturale e di funzionamento, tale da garantirne l’efficienza nel tempo. Another advantage of the structural component for noise reduction according to the present invention, as well as of the soundproofing mat according to the invention lies in the structural and operating simplicity, such as to ensure its efficiency over time.
Un ancora ulteriore vantaggio del componente strutturale per la riduzione del rumore secondo la presente invenzione, nonché del materassino per l’isolamento acustico secondo l’invenzione risiede nella possibilità di poter adattare/tarare la soluzione implementata in funzione delle specifiche esigenze di rumore da smorzare/attenuare. A still further advantage of the structural component for noise reduction according to the present invention, as well as of the acoustic insulation mat according to the invention, lies in the possibility of being able to adapt / calibrate the implemented solution according to the specific noise needs to be damped / tone down.
Ovviamente, un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche e varianti al componente strutturale per la riduzione del rumore secondo la presente invenzione, nonché al materassino per l’isolamento acustico sopra descritti, tutte peraltro contenute nell'ambito di protezione dell'invenzione quale definito dalle seguenti rivendicazioni. Obviously, a person skilled in the art, in order to satisfy contingent and specific needs, will be able to make numerous modifications and variations to the structural component for noise reduction according to the present invention, as well as to the acoustic insulation mat described above, all however contained in the scope of the invention as defined by the following claims.
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