DE19616340C2

DE19616340C2 - Soundproofing element and a method for its production

Info

Publication number: DE19616340C2
Application number: DE1996116340
Authority: DE
Inventors: Reinhard Stief; Thomas Jost
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: International Automotive Components Group GmbH
Priority date: 1996-04-24
Filing date: 1996-04-24
Publication date: 1999-12-30
Anticipated expiration: 2016-04-25
Also published as: DE19616340A1

Description

Technical field

Die Erfindung betrifft ein Schallschutzelement, das einen zumin dest zweischichtigen Aufbau aufweist, umfassend eine erste Schicht, die auf der dem Schall abgewandten Seite des Schall schutzelements angeordnet ist und aus einem offenzelligen Schaumstoff besteht und eine zweite Schicht, die auf der dem Schall zugewandten Seite des Schallschutzelements angeordnet ist, aus einem geschlossenzelligen Schaumstoff besteht und mit der ersten Schicht verbunden ist. Bei dem Schallschutzelement ist vorgesehen, daß die erste Schicht die Feder und die zweite Schicht die Masse eines Feder-Masse-Systems bildet, daß die zweite Schicht auf der der ersten Schicht zugewandten Seite Ab standhalter aufweist und daß die beiden Schichten nur durch die Abstandhalter verbunden sind. Die zweite Schicht weist auf der der ersten Schicht zugewandten Seite ein Raster von Vertiefungen auf, wobei die Abstandhalter von den Vertiefungen umfangsseitig umschlossen sind.The invention relates to a soundproofing element, which at least least two-layer structure, comprising a first Layer on the side of the sound facing away from the sound Protective element is arranged and from an open cell Foam and a second layer on top of the Sound-facing side of the soundproofing element arranged is made of a closed-cell foam and with the first layer. With the soundproofing element it is provided that the first layer is the spring and the second Layer forms the mass of a spring-mass system that the second layer on the side facing the first layer Ab stands and that the two layers only by the Spacers are connected. The second layer points to the a grid of depressions facing the first layer on, with the spacers on the circumferential side of the depressions are enclosed.

State of the art

Ein solches Schallschutzelement ist aus der DE 35 06 488 A1 be kannt. Das vorbekannte Schallschutzelement besteht aus einer Grundschicht und einer offenporigen Schaumzwischenschicht, die mit einer dünnen flüssigkeitsundurchlässigen Deckschicht verse hen ist, wobei der Schichtkörper deckschichtseitig mit einem Ra ster von geprägten Sicken versehen ist und wobei der Schaumstoff im Bereich des Sickengrunds im wesentlichen porenfrei verdichtet ist. Durch diese Ausgestaltung soll erreicht werden, daß bei ei ner Beschädigung der Deckschicht der mögliche Flüssigkeitsein tritt auf ein Rasterfeld beschränkt ist.Such a soundproofing element is known from DE 35 06 488 A1 knows. The known soundproofing element consists of a Base layer and an open-pored foam intermediate layer, the with a thin liquid impervious top layer hen, the laminate with a Ra is embossed with embossed beads and the foam compacted essentially pore-free in the area of the bead base is. This configuration is intended to ensure that egg damage to the top layer of the possible liquid occurs is restricted to a grid.

Aus der DE 35 13 662 A1 ist eine Schalldämpfeinrichtung in Form einer auf einer Seite mit einem Noppenprofil versehenen Schaum stoffbahn bekannt, bei der die Schaumstoffbahn mit der mit Nop pen versehenen Seite vom Schalleinfall abgewandt angeordnet ist. Das Verhältnis von Noppenhöhe zur verbleibender Stärke der Schaumstoffbahn kann 11 bis 1 : 3 betragen.DE 35 13 662 A1 is a sound absorbing device in the form a foam with a knob profile on one side known web, in which the foam web with the with Nop pen side is facing away from the sound. The ratio of knob height to the remaining thickness of the Foam sheet can be 11 to 1: 3.

Aus der DE 33 34 273 A1 ist darüber hinaus eine Schalldämmungs auskleidung bekannt, bei der eine Deckschicht mit einer dazu parallel verlaufenden, zu dämmenden, vom Schall zwangserregten Wandung und einer zwischen Deckschicht und Wandung angeordneten, im wesentlichen parallel zur Deckschicht verlaufenden Absorpti onsschicht vorgesehen ist. In die Absorptionsschicht ist eine Masseschicht eingebettet, wobei die Masseschicht Öffnungen be sitzt, die einen ungehinderten Luftdurchgang ermöglichen. Wei terhin weist das Absorptionsmaterial zu beiden Seiten der Mas senschicht unterschiedliche Steifigkeit auf, wobei das Verhält nis der Elastizitätsmodule zwischen dem steiferen und dem weni ger steifen Absorptionsmaterial mindestens 2 : 1 vorteilhafter Weise zwischen 5 : 1 und 10 : 1 liegen kann. Hiermit ist es möglich, die Schallabstrahlung zwischen 200 Hz und 1 kHz wirksam zu dämp fen.DE 33 34 273 A1 is also a sound insulation lining known in which a top layer with a parallel, to be insulated, sound-excited Wall and one arranged between cover layer and wall, Absorpti running essentially parallel to the cover layer onsschicht is provided. In the absorption layer is one Ground layer embedded, the ground layer being openings sits, which allow unimpeded air passage. Wei furthermore, the absorption material points on both sides of the mas different stiffness, the ratio nis the modulus of elasticity between the stiffer and the less ger stiff absorption material at least 2: 1 more advantageous Way between 5: 1 and 10: 1. With this it is possible to effectively attenuate the sound radiation between 200 Hz and 1 kHz fen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schallschutzele ment der vorbekannten Art derart weiterzuentwickeln, daß die schalldämmenden Eigenschaften wesentlich verbessert werden. In Frequenzbereichen von 600 bis 800 Hz soll der Schallabsorptions grad zumindest 40% betragen. The invention has for its object a Schallschutzele ment of the known type to develop in such a way that the soundproofing properties can be significantly improved. In Frequency ranges from 600 to 800 Hz are intended for sound absorption be at least 40%.

Presentation of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von An spruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Un teransprüche Bezug.This object is achieved with the features of An spell 1 solved. The Un take on advantageous embodiments claims related.

Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, daß die Vertiefungen ein Flächengewicht aufweisen, das im wesentlichen doppelt so groß ist, wie das Flächengewicht der Abstandhalter, wobei die Dichte der Vertiefungen im wesentlichen fünfmal größer ist, als die Dichte der Abstandhalter. bei einer derartigen Ausgestal tung ist es von Vorteil, daß der Schallabsorptionsgrad bereits bei einer vergleichsweise tiefen Frequenz im Bereich von 600 Hz 50% beträgt, während die üblicherweise zur Anwendung gelangen den Schallschutzelemente im Bereich von 600 Hz einen Schallab sorptionsgrad aufweisen, der maximal 20% beträgt. Der außeror dentlich gute Schallabsorptionsgrad des erfindungsgemäßen Schallschutzelements ist maßgeblich darauf zurückzuführen, daß die beiden Schichten als Feder-Masse-System ausgebildet und nur durch die Abstandhalter aufeinander abgestützt sind. Die erste Schicht besteht bevorzugt aus Polyurethan, während die zweite Schicht aus einem Polyolefin besteht. Es hat sich gezeigt, daß Polyurethan als Feder eines Feder-Masse-Systems besonders gut geeignet ist. Polyethylen zur Herstellung der zweiten Schicht ist besonders kostengünstig. Außer Polyethylen kann beispiels weise auch Polypropylen zur Anwendung gelangen.To solve the problem it is provided that the wells have a basis weight that is essentially twice as high is as large as the basis weight of the spacers, the Density of the wells is substantially five times greater than the density of the spacers. with such a configuration tion, it is advantageous that the degree of sound absorption already at a comparatively low frequency in the range of 600 Hz Is 50%, while they are usually used the soundproofing elements in the range of 600 Hz have degree of sorption, which is a maximum of 20%. The Extraordinary Really good sound absorption of the invention Soundproofing element is largely due to the fact that the two layers are designed as a spring-mass system and only are supported on one another by the spacers. The first Layer is preferably made of polyurethane, while the second Layer consists of a polyolefin. It has been shown that Polyurethane as a spring in a spring-mass system is particularly good suitable is. Polyethylene to make the second layer is particularly inexpensive. In addition to polyethylene, for example wise also use polypropylene.

Ein besonders guter Schallabsorptionsgrad in einem Frequenzbe reich von 600 bis 800 Hz wird erzielt, wenn die Vertiefungen ein Flächengewicht von 700 g/m² und eine Dichte von 350 kg/m³ und die Abstandhalter ein Flächengewicht von 350 g/m² und eine Dichte von 70 kg/m³ aufweisen. A particularly good sound absorption level in a frequency range from 600 to 800 Hz is achieved if the depressions have a weight per unit area of 700 g / m ² and a density of 350 kg / m ³ and the spacers have a weight per unit area of 350 g / m ² and a density of 70 kg / m ³ .

Das Verhältnis aus der Dicke der zweiten Schicht im Bereich ih rer Vertiefungen und den Abstandhaltern beträgt 0,3 bis 1. Je höher die Abstandhalter sind, desto besser wird die Schallab sorption in einem niedrigen Frequenzbereich.The ratio of the thickness of the second layer in the area ih rer indentations and the spacers is 0.3 to 1. Each the higher the spacers, the better the sound level sorption in a low frequency range.

Eine weitere Verbesserung des Schallabsorptionsgrads kann da durch erreicht werden, daß die dem Schall zugewandte Oberfläche der zweiten Schicht mit herstellungsbedingt napfförmigen Vertie fungen versehen ist, die die Rückseite der Abstandhalter bilden. Die herstellungsbedingt napfförmige Vertiefungen ergeben sich beispielsweise dann, wenn die Abstandhalter durch ein Vakuum tiefziehverfahren oder Prägen bzw. Pressen erzeugt werden. Hier bei ist von Vorteil, daß es zusätzlicher Bearbeitungs- /Herstellungsschritte zur Erzeugung der napfförmigen Vertiefun gen auf der Rückseite der Abstandhalter nicht bedarf.There can be a further improvement in the degree of sound absorption can be achieved by that the surface facing the sound the second layer with cup-shaped recess is provided which form the back of the spacers. The cup-shaped depressions resulting from the production result for example when the spacers are vacuumed deep drawing processes or embossing or pressing. Here is advantageous in that it requires additional machining / Manufacturing steps for producing the cup-shaped recesses spacers on the back are not required.

Die Abstandhalter sind im wesentlichen kugelförmig ausgebildet. Hierbei ist von Vorteil, daß die Abstandhalter im wesentlichen punktförmig mit der ersten Schicht verbunden sind. Dadurch er gibt sich in Verbindung mit der ersten Schicht eine progressiv wirkende Feder, da mit zunehmendem Federweg ein größerer Bereich der Abstandhalter mit der ersten Schicht in Berührung kommt und sich die Feder dadurch progressiv verhärtet.The spacers are essentially spherical. The advantage here is that the spacers essentially are connected in a punctiform manner to the first layer. Thereby he is progressive in connection with the first layer Acting spring, because with increasing spring travel a larger area the spacer comes into contact with the first layer and this progressively hardens the spring.

Desweiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Schallschutzelements, wobei die erste und die zweite Schicht im Anschluß an ihre Herstellung miteinander verklebt werden. Verkleben ist dabei im allgemeinsten Sinne zu verste hen, wobei zumindest auf eine der einander zugewandten Oberflä chen der beiden Schichten beispielsweise ein Kleber aufgetragen werden kann oder wobei die beiden Schichten miteinander flamm kaschiert werden können.Furthermore, the invention relates to a method for manufacturing a soundproofing element, the first and the second Layer glued together after their manufacture become. Gluing is to be understood in the most general sense hen, with at least one of the facing surfaces Chen applied the two layers, for example, an adhesive can be or with the two layers flaming together can be concealed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Schallschutzelements derart weiterzuentwic keln, daß dieses einfacher und kostengünstiger durchführbar ist und daß die zweite Schicht im Anschluß an ihre Herstellung eine ausgezeichnete Schallabsorption des gesamten Schallschutzele ments bewirkt.The invention has for its object a method for Production of a soundproofing element in this way keln that this is easier and cheaper to carry out and that the second layer, following its manufacture, is one excellent sound absorption of the entire soundproofing element effects.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist es vorgesehen, daß die aus einem geschlossenzelligen Schaumstoff bestehende zweite Schicht in ein Prägewerkzeug eingelegt und das Raster der Vertiefungen eingebracht wird, daß zumindest eine der einander zugewandten Oberflächen der Schichten mit einem Kleber versehen wird und daß die beiden Schichten anschließend in einen von zwei Walzen gebildeten Walzenspalt geführt und miteinander verklebt werden.To solve this problem it is provided that the one closed cell foam existing second layer in an embossing tool inserted and the grid of the wells is introduced that at least one of the facing Surfaces of the layers are provided with an adhesive and that the two layers are then in one of two rollers formed nip and are glued together.

Die Raster der Vertiefungen können dadurch erzeugt werden, daß die zunächst ebene zweite Schicht auf ein gitterförmiges, mit den Umrissen der Abstandhalter im wesentlichen entsprechenden Ausnehmungen versehenes Widerlager aufgelegt und anschließend gleichzeitig durch ein stempelförmiges Werkzeug auf das Wider lager gedrückt wird und durch einen an das Widerlager angelegen Unterdruck auf der der zweiten Schicht abgewandten Seite des Widerlagers zur Erzeugung der Abstandhalter und der napfförmi gen Vertiefungen umgeformt wird. Hierbei ist von Vorteil, daß in einem Verfahrensschritt sowohl die Abstandhalter als auch herstellungsbedingt die napfförmigen Vertiefungen erzeugt wer den. The grid of the depressions can be generated in that the first level second layer on a lattice-shaped, with essentially corresponding to the outlines of the spacers Abutments provided with recesses and then at the same time by a stamp-shaped tool on the counter bearing is pressed and placed against the abutment by one Negative pressure on the side of the layer facing away from the second layer Abutment to generate the spacers and the cup-shaped is formed into depressions. The advantage here is that both the spacers and the cup-shaped depressions produced by who the.

Brief description of the drawing

Das erfindungsgemäße Schallschutzelement wird nachfolgend an hand der Figuren näher erläutert.The soundproofing element according to the invention is described below hand of the figures explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfin dungsgemäßen Schallschutzelements entlang der Linie A-A aus Fig. 2, Fig. 1 shows a section through an embodiment of to the invention OF INVENTION soundproofing element along the line AA of Fig. 2,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Schallschutzelement aus Fig. 1. FIG. 2 shows a top view of the soundproofing element from FIG. 1.

Implementation of the invention

Das Schallschutzelement besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus zwei Schichten 1, 4, wobei die erste Schicht 1 aus einem offenzelligen Polyurethanschaum besteht und auf der dem Schall 2 abgewandten Seite des Schallschutzelements angeordnet ist. Die zweite Schicht 4 ist auf der dem Schall zugewandten Seite 5 des Schallschutzelements angeordnet und besteht aus einem ge schlossenzelligen Polyethylenschaum. Die zweite Schicht 4 weist auf der der ersten Schicht zugewandten Seite eine Vielzahl von Abstandhaltern 7 auf, wobei die beiden Schichten 1, 4 nur durch die Abstandhalter 7 verbunden sind. Das Schallschutzelement bildet ein Feder-Massen-System 6, wobei die erste Schicht 1 die Feder und die zweite Schicht 4 die Masse bildet. Durch die Ge staltung der Struktur, die Wahl der Materialien und die Höhe der Abstandhalter wird die Akustik des Schallschutzelements be einflußt. Je höher die Abstandhalter 7 sind, desto besser ist der Schallabsorptionsgrad des gesamten Schallschutzelements.In this exemplary embodiment, the soundproofing element consists of two layers 1 , 4 , the first layer 1 consisting of an open-cell polyurethane foam and being arranged on the side of the soundproofing element facing away from the sound 2 . The second layer 4 is arranged on the side facing the sound 5 of the soundproofing element and consists of a ge closed-cell polyethylene foam. The second layer 4 has a plurality of spacers 7 on the side facing the first layer, the two layers 1 , 4 being connected only by the spacers 7 . The soundproofing element forms a spring-mass system 6 , the first layer 1 forming the spring and the second layer 4 forming the mass. The acoustics of the soundproofing element are influenced by the design of the structure, the choice of materials and the height of the spacers. The higher the spacers 7 , the better the sound absorption level of the entire soundproofing element.

Zwischen den Abstandhaltern 7 ist ein Raster von geprägten Ver tiefungen 8 vorgesehen, die die Abstandhalter 7 vollständig um schließen. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Flächengewicht der Vertiefungen im wesentlichen doppelt so groß, wie das Flä chengewicht der Abstandhalter, wobei die Dichte der Vertiefun gen 8 im wesentlichen fünfmal größer ist, als die Dichte der Abstandhalter 7.Between the spacers 7 , a grid of embossed Ver recesses 8 is provided, which completely close the spacers 7 . In this exemplary embodiment, the weight per unit area of the depressions is essentially twice as large as the weight per unit area of the spacers, the density of the depressions 8 being essentially five times greater than the density of the spacers 7 .

Die zweite Schicht wird beispielsweise durch Thermoformen oder Pressen mit ihrer Struktur, bestehend aus den Abstandhaltern 7 und den Vertiefungen 8, versehen. Auf der Rückseite 10 der Ab standhalter 7 sind napfförmige Vertiefungen 9 angeordnet, die sich während der Herstellung der Abstandhalter 7 ergeben. Durch die napfförmigen Vertiefungen 9, die dem Schall 2 zugewandt sind, wird der Schallabsorptionsgrad - bezogen auf eine glatte Oberfläche der zweiten Schicht - weiter verbessert.The second layer is provided with its structure, consisting of the spacers 7 and the depressions 8 , for example by thermoforming or pressing. On the back 10 of the standoff 7 cup-shaped recesses 9 are arranged, which result during the manufacture of the spacer 7 . The cup-shaped depressions 9 , which face the sound 2 , further improve the degree of sound absorption - based on a smooth surface of the second layer.

Sind die beiden Schichten 1, 4 als Halbzeuge jeweils herge stellt, werden sie beispielsweise durch Flammkaschieren mitein ander verbunden, wobei die Flammleiste zur zweiten Schicht 4 hin gerichtet wird. Durch die Beaufschlagung der der ersten Schicht zugewandten Seite der zweiten Schicht wird deren Ober fläche klebrig. Danach werden die beiden Schichten in einem Walzenspalt derart miteinander verbunden, daß nur die Abstand halter mit der ersten Schicht verbunden sind.If the two layers 1 , 4 are semi-finished products, they are connected to each other, for example by flame lamination, the flame bar being directed towards the second layer 4 . The surface of the second layer facing the first layer becomes sticky. Then the two layers are connected to each other in a nip in such a way that only the spacers are connected to the first layer.

Als Kaschier- oder Klebehilfe kann beispielsweise zusätzlich eine geschlitzte, gelochte oder strukturierte, den Haftgegeben heiten des Verbunds angepaßte Zwischenschicht verwendet werden.As a lamination or adhesive aid, for example a slotted, perforated or structured one, given to the detainee Intermediate layer adapted to the composite.

Claims

1. A soundproofing element which has an at least two-layer structure, comprising a first layer which is arranged on the side of the soundproofing element facing away from the sound and which consists of an open-cell foam and a second layer which is arranged on the side of the soundproofing element facing the sound. consists of a closed-cell foam and is connected to the first layer, the first layer ( 1 ) forming the spring and the second layer ( 4 ) forming the mass of a spring-mass system ( 6 ), the second layer ( 4 ) the side facing the first layer ( 1 ) has spacers ( 7 ) and the two layers ( 1 , 4 ) are only connected by the spacers ( 7 ), the second layer ( 4 ) on the side facing the first layer ( 1 ) Side has a grid of depressions ( 8 ) and wherein the spacers ( 7 ) of the depressions ( 8 ) are circumferentially enclosed, characterized in that ate the depressions ( 8 ) have a basis weight which is essentially twice the basis weight of the spacers ( 7 ) and the density of the depressions ( 8 ) is essentially five times greater than the density of the spacers ( 7 ).

2. Soundproofing element according to claim 1, characterized in that the first layer ( 1 ) consists of polyurethane.

3. Soundproofing element according to claim 1 or 2, characterized in that the second layer ( 4 ) consists of polyolefin.

4. Soundproofing element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the depressions ( 8 ) have a basis weight of 700 g / m ² and a density of 350 kg / m ³ and the spacers ( 7 ) have a basis weight of 350 g / m ² and have a density of 70 kg / m ³ .

5. Soundproofing element according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sound ( 2 ) facing the surface of the second layer ( 4 ) is provided for production reasons with cup-shaped depressions ( 9 ) which the rear ( 10 ) of the spacers ( 7 ) form.

6. Soundproofing element according to one of claims 1 to 5, characterized in that the spacers ( 7 ) are substantially hemispherical.

7. A method for producing a soundproofing element according to one of claims 1 to 6, wherein the first and the second layer are glued together after their manufacture, characterized in that the second layer ( 4 ) consisting of a closed-cell foam is inserted into an embossing tool and the grid of the depressions ( 8 ) is introduced, that at least one of the mutually facing surfaces of the layers ( 1 , 4 ) is provided with an adhesive and that the two layers ( 1 , 4 ) are subsequently guided into a nip formed by two rollers and be glued together.

8. The method according to claim 7, characterized in that the grid of the recesses ( 8 ) is generated in that the initially flat second layer ( 4 ) placed on a grid-shaped, with the contours of the spacers ( 7 ) provided substantially corresponding recesses abutment and then at the same time is pressed onto the abutment by a stamp-shaped tool and is formed by a negative pressure applied to the abutment on the side of the abutment facing away from the second layer ( 4 ) to produce the spacers ( 7 ) and the cup-shaped depressions ( 9 ).