RU11519U1 - Прокладка шумопонижающая панели кузова транспортного средства - Google Patents

Abstract

1. Прокладка шумопонижающая панели кузова транспортного средства, например легкового автомобиля, содержащая многослойное покрытие, структура которого по крайней мере включает слой пористого звукопоглощающего материала, облицованного с одной стороны слоем адгезионного материала и размещенный на адгезионном слое легкосъемный слой защитного материала, отличающаяся тем, что в прокладке, со стороны ее лицевой поверхности выполнены вертикальные, пересекающиеся друг с другом, глухие надрезы, глубина которыхh = H - x - y (0 ... 0,15)H,где H - толщина структуры шумопонижающей прокладки;x - толщина защитного слоя структуры прокладки;y - толщина адгезионного слоя структуры прокладки.2. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что минимальную глубину надрезы имеют в зоне своего взаимного пересечения.3. Прокладка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что надрезы в теле прокладки сформированы в виде мозаики правильных объемных геометрических фигур.4. Прокладка по пп.1 - 3, отличающаяся тем, что ее структура дополнительно включает слой вибродемпфирующего вязкоупругого материала.5. Прокладка по пп. 1 - 3, отличающаяся тем, что наружная поверхность структуры прокладки облицована тонким слоем пленочного материала.

Description

ПРОКЛАДКА ШУМОПОНИЖАЮЩАЯ ПАНЕЛИ КУЗОВА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к шумовибродемпфирующим прокладкам (ШВДП), которые монтируются внутри или снаружи панелей кабины, на элементах кабины (салона) , и/или стенках моторного отсека легковых и грузовых автомобилей, траю-оров, автобусов и других наземных транспортных средств.

Эксплуатация указанных выше транспортных средств с реализацией рабочих процессов в их энергетических установках сопровождается, как правило, повышенным шумом, излучаемым как наружу - в окружающую среду, так и в кабину, который оказывает на человека раздражающее воздействие, ускоряет процесс его утомления, ослабляет внимание и значительно ослабляет психические реакции. Отрицательное влияние на водителя (пассажиров) тем больше, чем выше уровень шума в кабине (салоне) и чем продолжительнее его воздействие, что, в конечном итоге, непосредственно связано с безопасностью эксплуатации этих транспортных средств. Излучаясь наружу из моторного отсека в окружающую среду, шум является одним из серьёзных источников загрязнения окружающей среды, отрицательно влияя и на здоровье населения на селитебных территориях.

Сильное вибрационное и акустическое возбуждение металлической структуры отдельных кузовных панелей, например передней панели моторного отсека, брызговиков передних крыльев, стенок короба воздухопритока

МПК B60R13/08

климатической установки, переднего пола кузова и др., в силу хорошей вибропроводности металла, легко передаётся от примыкающих к ним структурам щитка передка, пола, боковин , дверей и пр., которые в свою очередь нагружаются вибрирующими механизмами и системами автомобиля шинами, элементами подвески автомобиля и силового агрегата, узлами трансмиссии и т.п., связанными с кузовом различными жёсткими и упругими коммуникационными связями. Таким образом, тонколистовые панели, которые непосредственно формируют пространство кабины (салона), являются непосредственными структурными излучателями акустической (шумовой) энергии непосредственно в воздушный объём кабины, формируя неблагоприятный акустический климат в виде повышенного внутреннего шума в кабине.

В практике, например, автомобилестроения, для уменьшения отрицательного акустического и вибрационного влияния на человека, получили широкое применение различного рода многослойные прокладки, как правило с высокой степенью адгезии (за счёт имеющегося у них липкого слоя) монтирующиеся на поверхности соответствующих кузовных панелей и, в зависимости от преимущественно выполняемой ими функции (вибродемпфирование, звукопоглощение или звукоотражение) имеющие соответствующую структуру. Например, многофункциональная прокладка изготавливается в виде многослойной структуры типа сендвич, включающей тонкий звукопрозрачный слой ( например, тонкая алюминиевая фольга), мягкий пористый (пенистый или волокнистый) звукопоглощающий слой, далее тяжёлый (весовой) слой вязкоупругого вибродемпфирующего материала ( например, на основе битумной мастики ) и слой адгезии (липкого вещества), посредством которого прокладка и крепится на обезжиренной поверхности соответствующей кузовной панели. В предмонтажном состоянии или состоянии хранения на складе слой адгезии защищён легкосъёмным, как правило воскобумажным, покрытием, которое перед монтажём прокладки демонтируется. Более подробно конструктивные особенности таких прокладок и их функциональное назначение описаны ниже.

Известно шумовиброизоляционное покрытие, описанное в авторском свидетельстве СССР 1678668, МКИ B60R 13/08, публ. 23.09.91, БИ 35, которое

эффективно по своему прямому назначению, однако имеет ограниченное применение и обладает значительной толщиной и невысокой механической прочностью, т.к. во время эксплуатации, например, при воздействии давления на её поверхность ног водителя или пассажиров её конструкция, изменяя свою плотность, ухудшает шумодемпфирующие качества, или даже разрушается. Следует отметить, что слецифической особенностью таких панелей является ограниченная эффективность вследствии лимитирования их предельной толщины , т.к. при больших толщинах, благоприятных для увеличения звукопоглощения и звукоизоляции, существенно уменьшается полезный объём кабины.

Известна звукопоглощающая (ЗП), звукоизолирующая (ЗИ) прокладка (ПРОТОТИП) щитка передка кузова и примыкающих к нему брызговиков передных крыльев кузова легкового автомобиля, описанная в заявке Японии 232172, МКИ B60R 13/08, публ. 18.07.90, БИ 2-805.

В данном случае речь идёт о ЗП, ЗИ прокладке, установленной в зоне щитка передка, переднего пола кузова и брызговиков передних крыльев кузова отличительной особенностью которой является придание уплотнения этой панели в зоне воздействия ног водителя и пассажира, а так же применение улучшенной адгезии этой зоны с цельноформованной шумоизолирующей (ШИ) панелью, что в определённой степени (в основном из-за обеспечения достаточной адгезии) обеспечивает и эффект вибродемпфирования (БД). В данном случае эффект незначительного ВД возникает в процессе изгибных деформаций структуры цельноформованной ШИ прокпадки, сопровождающихся сухим трением составляющих её волокон или пенистого скелета прокладки со слабым рассеиванием и преобразованием в тепловую энергию.

С помощью описанных выше плоских прокладок, в ряде случаев, удаётся эффективно и надёжно решать задачи снижения шума и вибраций кузовных панелей до необходимого допустимого уровня. Технически задача решается сравнительно просто в том случае, когда панель кузова имеет плоскую поверхность и сравнительно правильную геометрическую форму. Однако, технические проблемы могут возникнуть в тех случаях, когда панель на которую адгезионно монтируется прокладка (особенно жёсткая, например

вибродемпфирующая) имеет искривлённую поверхность, например, вогнутую выпуклую, или круто изогнутую. В этом случае, при монтаже прокпадки, если не предосмотреть необходимых мер, структура её материала (слоев) подвергается деформациям, вызванным воздействием сжимающих или растягивающих сил, что может с одной стороны привести к механическому разрушению прокладки (например разрушению тонкого защитного фольгового слоя), а с другой стороны - ухудшить функциональные качества прокладки, т.к. под влиянием, например, сил растяжения непосредственно фольговый слой в значительной степени становится более жёстким (натянутым), теряя функцию звукопрозрачности, днформируясь ужесточает и уплотняет примыкающие к нему зоны структуры звукопоглощающего пенистого (волокнистого) слоя из-за чего пористый слой из-за своего уплотнения слабее выполняет функцию звукопоглощения. Для таких панелей, в особенности в условиях индивидуального производства, или доработки (тюнинга) транспортных средств достаточно сложно заранее изготовить необходимую по размерам прокладку без её индивидуальной подгонки, или возникает необходимость в специальном изготовлении шаблонной выкройки, что неизбежно приводит к увеличению трудоёмкости и неоправданным существенным временным и материальным потерям.

Задачей полезной модели является улучшение акустического комфорта в кабине кузова транспортного средства, за счёт повышения эффективности использования шумопоглощающих характеристик ШВДП , устанавливаемых на панели кузова, при одновременном упрощении монтажа ШВДП и обеспечении возможности размещения ВШДП на значительной площади и изогнутых поверхностях кузовных панелей любой площади и конфигурации, при существенном сокращении отходов дорогостоящего ШВД материала.

Сущность полезной модели заключается в том, что в известной шумопонижающей прокладке панели кузова транспортного средства, содержащей многослойное покрытие ,структура которого включает , по крайней мере слой пористого (пенистого или волокнистого) звукопоглощающего материала и слой адгезионного материала, на котором смонтировано легкосъёмное защитное покрытие (например слой вощёной бумаги), в названной структуре, со стороны её лицевой поверхности, в сторону адгезионного слоя, выполнены глухие надрезы, которые на нарушают

целостность защитного и адгезионного слоев и высота которых -h- находится в пределах

h H-x-y-(0...0,15)H, где Н - толщина шумопонижающей прокладки; X - толщина защитного слоя прокладки; у - толщина адгезионного слоя прокладки

ШВДП может содержать и слой весового вибродемпфирующего материала, прокладка в этом случае, как правило, размещается на площади, составляющей не менее половины площади центральной части панели на которой она крепится, а коэффициент потерь материала вибродемпфирующего слоя прокладки, характеризующий эффективность вибродемпфирования, предпочтительно должен быть не ниже 0,1. Наружный слой звукопоглощающей прокладки может быть облицован слоем звукопрозрачного тонкого материала, в частности, из металлической фольги, плёнки ПВХ, уретановой плёнки и т.п. ШВДП может быть выполнена составной из нескольких автономных деталей. На внутренней поверхностивесового слоя прокладки размещается

дополнительный слой адгезионного (липкого) вещества, или функцию адгезионного выполняет весовой слой, полимеризующийся под воздействием соответствующего повышенния температуры.

Надрезы в структуре прокладки могут формировать мозаику правильных объёмных геометрических фигур, например, шестигранных цилиндров, каждый из которых своим основанием закреплён на общем основании, включающем адгезионный и предохранительный слои структуры прокладки (что соответствует нулевому значению Н в формуле) и частично слой недорезанной структуры прокладки, размещённый в зоне взаимного пересечения надрезов и находящийся выше адгезионного слоя на высоту, не превышающую 0,15 Н. Иными словами, нижняя часть граней названных геометрических фигур короткозамкнута и представляет собой единое целое образование, за счёт которого, при снятии бумажного (защитного) слоя не происходит рассыпание прокладки на отдельные правильные объёмные геометрические фигуры.

Для придания прокладке защитных, эстетических и прочих дополнительных качеств, её лицевая сторона может быть облицована тонкой

звукопрозрачной фольгой, или плёнкой, а для придания дополнительных вибродемпфирующих качеств в структуру прокладки может быть включен тяжёлый слой весового вязкодемпфирующего материала, выполненного, например, на основе битумной мастики.

Эти и другие конструктивные особенности предлагаемой прокладки подробно будут рассмотрены ниже.

При таком конструктивном исполнении, в сравнении с прототипом, в значительной степени активизируется механизм подавления структурного шума, обусловленного вибрирующими элеметами панелей кузова, поскольку введение в структуру прокладки названных глухих надрезов позволяет избежать деформаций натяжения фольгового или плёночного слоя и повышения жёсткости наружных слоев структуры прокладки (в том числе и возможного растрескивания фольгового слоя), плотно и качественно и экономично смонтировать прокладку на соответствующей панели кузова , независимо от её геометрической формы и размеров, легко убрать излишки материала ВШДП , для чего достаточно надорвать бумажный защитный слой и, приложив минимальное усилие, удалить лишние , не контактирующие с поверхностью кузовной панели фрагменты ( ячейки прокладки) , которые впоследствии могут быть, при необходимости, установлены на других кузовных панелях ( в том числе и используя мозаичный способ набора ).

Полезная модель в статическом и динамическом состояниях поясняется на примере конкретной её установки на брызговике крыла кузова автомобиля. Сущность полезной модели поясняется на чертежах, где:

-на фиг.1 показан фрагмент кузова автомобиля с видом из кабины на один из брызговиков крыла кузова легкового автомобиля, на поверхности которого смонтирована ШВДП;

-на фиг.2 показано поперечное сечение брызговика кузова с устновленной на нём ВШДП ;

-на фиг.З схематично показан один из возможных конструктивных вариантов исполнения многослойной ШВДП;

-на фиг.4 показана ШВДП в сечении А-А;

-на фиг.5 показана подготовленная к выкройке ШВДП сотовой структуры;

-на фиг.7 показано сечение Б-Б прокладки по надрезу;

-на фиг.8 показано сечение С-С прокладки по телу двух разделённых надрезом кубиков;

-на фиг.9 показано сечение Д-Д прокладки по надрезу;

-на фиг. 10 показано сечение Е-Е прокладки по телу двух разделённых надрезом кубиков.

На фиг. 6-10 представлен вариант прокладки, когда практически вся она надрезана на глубину до адгезионного слоя и только и только своими нижними углами смежные кубики соединены неразравно, что обеспечивает целостность прокладки при её монтаже на соответствующую кузовную панель.

Прокладка 1 панели кабины кузова 2 легкового автомобиля содержит многослойное покрытие, смонтированное на элементе кузова, в частности брызговике 3 переднего крыла кузова.

Конкретный состав структуры прокладки зависит от степени достаточной эффективности выполняемых ей комплексных функций и в общем случае прокладка может иметь многослойную структуру в виде сендвича, вкпючающего в частности (если смотреть со стороны лицевой поверхности) звукопрозрачный слой 4 (полиэстеровая , виниловая, уретановая, полиэтиленовая плёнка , алюминиевая фольга и др.), пористый (пенистый или волокнистый) слой 5 звукопоглощающего материала, весовой слой 6 вязкоупругого материала (на основе, например, мастики), слой 7 адгезионного (липкого) или термоадгезионного вещества и защитный ( чаще всего из плотной вощёной бумаги) слой 8, который легко снимается с прокладки перед её монтажом на обезжиренную поверхность соответствующей кузовной панели 3.

Слой 6 весового вибродемпфирующего материала, например может быть выполнен из битумного ламината, поливинилхлорида, сополимера алкилакрилата, смеси полибутадиена и каучука и др. Вполне достаточным может являеться случай, когда прокладка 1 охватывает не менее половины центральной площади поверхности брызговика 3, или любой другой панели, на которую монтируется прокладка, находящейся в пространстве кабины кузова 2. Для облегчения монтажа и сохранения вьюоких звукопоглощающих свойств структуры прокладки она снабжена надрезами 9 на глубину, почти доходящую

(недорез) до адгезионного слоя 7. Величина недореза при этом выбирается из тех соображений, что при снятии защитного слоя 8 и последующем монтаже прокладки 1 её целостность не должна быть нарушена, но одновременно с этим по надрезам 9 можно вручную с минимальными усилиями удалить (надорвать) излишки структуры прокладки. Надрезы 9 в структуре прокладки могут быть выполнены самым различным образом, в частности иметь форму мозаики правильных геометрических фигур - например это может быть форма заполненных сот (шестигранников). Панель может быть выполнена в виде единой детали, или она может быть выполнена составной. На внутренней поверхности весового слоя 6 может быть размещён слой 7 адгезионного (липкого) вещества, способного обеспечить высокую адгеэию ШВД прокладки 1 с сопрягаемой поверхностью брызговика 3 кузова. Вьюокая адгезия может быть обеспечена как за счёт применения специальных клеевых соединений, срабатывающих при комнатной температуре, термоадгезивного слоя, срабатывающего при температуре +120...200 град.С, или за счёт собственной адгезии вязко упругого материала весового слоя 6 в процессе повышения температуры.

Рассмотренные ШВДП позволяют эффективно поглощать излучение звука генерируемого в салоне; частично уменьшать передачу возбуждения структурных вибраций от динамически нагруженных панелей кабины кузова к другим примыкающим жёстким структурам систем и деталей интерьера кузова, ослабляя таким образом переизлучение звуковой энергии этими вторичными источниками шума; увеличить звукоизоляцию пространства кабины кузова от излучателей шума, расположенных вне кабины (моторного отсека , шин), за счёт увеличения звукоизоляции панелей. Кроме того, частично улучшается теплоизоляция пространства кабины кузова или салона автомобиля от пространства моторного отсека и окружающей среды, что благоприятно с точки зрения температурного комфорта.

Имеются особые проблемы, когда панель кузова, на которую монтируется прокладка, имеет ярко выраженную сложную пространственную форму, например , скруглённую, вогнутую, выпуклую или изогнутую с небольшим радиусоми т.д. В этом случае структура ШВДП, при монтаже последней на такую кузовную панель, подвергается существенному воздействию

растягивающих или сжимающих сил, в результате чего увеличивается поверхностная плотность и жёсткость структуры прокладки и в особенности его поверхностного слоя, а это, как показывают эксперименты, существенно и отрицательно влияет на её звукопоглощающие и не всегда может обеспечивать качественное прилегание сопрягаемых поверхностей, для случаев применения относительно жёсткой структуры прокладки и ограниченной адгезионной способности применяемого клеевого слоя. Кроме того, при сложной форме поверхности кузовной панели в условиях индивидуального производства и/или доводки (тюнинга) транспортных средств достаточно сложно заранее выдержать необходимые размеры прокладки. Чисто технически это сопряжено с необходимостью и трудоёмкостью создания индивидуальной выкройки и получением некоторого количества отходов достаточно дорогостоящего ВШД материала. При значительной кривизне поверхности панели возможно повреждение звукопрозрачного плёночного слоя. Также отсутствие размерных компенсаторов разброса геометрических параметров панелей кузова (характеризующихся определённым полем разброса), на которые устанавливают ШВД прокладки может нарушать эстетический вид панели, на которую установлена ШВДП.

В предлагаемой полезной моделе эти проблемы полностью решаются за счёт введения в структуру прокладок 1 специальных компенсаторов - надрезов 9, позволяющих исключить глобальную передачу деформации и уплотнение пористого звукопоглощающего 5 слоя и лицевого фольгового слоя 4 и тем самым сохранить вьюокие ЗП и ЗО свойства структуры прокладки 1.

Перед монтажём прокладки 1 на соответствующую кузовную панель, например 3, защитный бумажный слой 8 удаляют и путём наложения на обезжиренную поверхность панели 3 адгезионным слоем 7 прокпадки 1 закрепляют её на панели 3 в нужном месте. Если поверхность прокладки 1 превышает поверхность панели 3, то сначала от прокладки отрывают лишние фрагменты (10) по надрезам 9 (которые впоследствии используются по назначению), а уже с оставшейся части прокладки 1 демонтируют защитный слой 8 и, как уже было сказано, адгезионно прикрепляют прокладку 1 к поверхности соответствующей панели нажатием руки, магнитного ролика или другого удобного приспособления.

Для удобства монтажа ВШДП 1 и обеспечения качества адгезии по всей поверхности сопряжения , в её конструкции предусмотрены следующие особенности:

структура прокладок снабжена надрезами 9 на глубину почти до адгезионного слоя 9, что существенно исключает передачу деформационных нагрузок фольговым слоем по всей поверхности структуры пористого слоя, исключая при этом поверхностное уплотнение этого слоя, исключает возможность повреждения плёночного слоя 4 при монтаже, обеспечивает возможность установить прокладку 1 по месту в условиях индивидуального производства и/или доработки (тюнинга) транспортного средства, т.е. непосредственно на кузовной панели без предварительной выкройки и с учётом последующей полезной реализации оставшегося материала прокладки по её прямому назначению.

- названные надрезы 9 выполняются определённым образом и на определённую глубину. В частности, выполнение надрезов в виде мозаики правильных геометрических фигур, фиг.1 и 3, делает возможным выполнить экономичную облицовку практически любой кузовной панели с охватом почти всей (или значительной части) её поверхности. А незначительная величина недореза до адгезионного слоя 7 позволяет свободно изгибать прокладку перед её монтажом, сохраняя при этом её целостность и вместе с этим легко удалять лишние части 10 ШВДП.

Таким образом, в результате применеия предлагаемой ШВДП с глухими надрезами 9 достаточно просто и эффективно решаются следующие задачи:

- в значительной степени упрощается процесс облицовки прокладками соответствующих кузовных панелей, при этом отпадает необходимость изготовления предварительной выкройки прокладки под соответствующую панель:

- практически безотходная технология облицовки панелей кузова и возможность её проведения без специальных навыков, например любым автолюбителем - владельцем собственного транспортного средства.

Claims (5)

1. Прокладка шумопонижающая панели кузова транспортного средства, например легкового автомобиля, содержащая многослойное покрытие, структура которого по крайней мере включает слой пористого звукопоглощающего материала, облицованного с одной стороны слоем адгезионного материала и размещенный на адгезионном слое легкосъемный слой защитного материала, отличающаяся тем, что в прокладке, со стороны ее лицевой поверхности выполнены вертикальные, пересекающиеся друг с другом, глухие надрезы, глубина которых
h = H - x - y (0 ... 0,15)H,
где H - толщина структуры шумопонижающей прокладки;
x - толщина защитного слоя структуры прокладки;
y - толщина адгезионного слоя структуры прокладки.

2. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что минимальную глубину надрезы имеют в зоне своего взаимного пересечения.

3. Прокладка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что надрезы в теле прокладки сформированы в виде мозаики правильных объемных геометрических фигур.

4. Прокладка по пп.1 - 3, отличающаяся тем, что ее структура дополнительно включает слой вибродемпфирующего вязкоупругого материала.

5. Прокладка по пп. 1 - 3, отличающаяся тем, что наружная поверхность структуры прокладки облицована тонким слоем пленочного материала.