DE29915428U1 - Sound shielding element - Google Patents
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„Schallabschirmelement""Sound shielding element"
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Schallabschirmelement der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung zum Schutz vor Schallausbreitung aus dem Lärmbereich von insb. Fahrzeugen oder anderen Maschinen und Geräten.The invention relates to a sound shielding element of the type mentioned in the preamble of claim 1 for protection against sound propagation from the noise area of in particular vehicles or other machines and devices.
Ein derartiges Schallabschirmelement ist bereits bekannt (DE-U 93 01 234). Dabei bildet eine gelochte Schicht aus Aluminium die eine Außenseite eines Mehrschichtenlaminats mit folgendem Aufbau: Gelochte Aluminiumschicht, Aluminiumzwischenfolie, Schallschutzzwischenschicht aus Mineralschaum, Glasfasern oder dergleichen, weitere Aluminiumzwischenfolie, mattenförmiges gewelltes Aluminiumgestrick, als schallaktiver Luftraum und schließlich Aluminiumdeckfolie. Schallabschirmelemente dieser Art sind zu etwa 95 % recycelbar und von einer relativ guten Schallisolierung des sogenannten „schallarmen" Raumes von dem die Lärm- bzw. Schallquelle aufweisenden „Schallraum". Die Aluminiumabdeckschicht hat ein Lochflächenverhältnis von 15 bis 25 %. Darunter versteht man den mittleren Flächenanteil der Durchbrechungen an der Gesamtfläche.Such a sound shielding element is already known (DE-U 93 01 234). A perforated layer of aluminum forms one outer side of a multi-layer laminate with the following structure: perforated aluminum layer, aluminum intermediate foil, soundproofing intermediate layer made of mineral foam, glass fibers or the like, further aluminum intermediate foil, mat-shaped corrugated aluminum mesh as a sound-active air space and finally aluminum cover foil. Sound shielding elements of this type are about 95% recyclable and provide relatively good sound insulation of the so-called "low-noise" room from the "sound room" containing the noise or sound source. The aluminum cover layer has a hole area ratio of 15 to 25%. This is the average area share of the perforations in relation to the total area.
Ferner ist ein Schallabschirmelement bekannt (EP O 588 182 Bl), bei dem ein Schaumstoffkörper aus Aluminium mit einer durchschnittlichen Porosität zwischen 60 und 90 % und einer Poren- bzw. Zellengröße zwischen 0,1 und 1,5 mm durch Aufschäumen der Ausgangssubstanz in die gewünschte dreidimensionale Form gebracht wird. An der Außenseite bildet sich eine nicht poröse, dünne Aluminiumhaut aus. Dieses Schallabschirmelement ist vollständig recycelbar, da es nur aus Aluminium besteht.Furthermore, a sound-shielding element is known (EP O 588 182 Bl) in which a foam body made of aluminum with an average porosity of between 60 and 90% and a pore or cell size of between 0.1 and 1.5 mm is brought into the desired three-dimensional shape by foaming the starting substance. A non-porous, thin aluminum skin forms on the outside. This sound-shielding element is completely recyclable because it consists only of aluminum.
Darüber hinaus ist ein Schallabschirmelement bekannt (GB-PS-2 027 255), bei dem rinnenförmige, nach einer Seite offene Hohlräume in geschlossenzelligem Polyethylenschaumstoff angeordnet sind.In addition, a sound shielding element is known (GB-PS-2 027 255) in which channel-shaped cavities open on one side are arranged in closed-cell polyethylene foam.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schallabschirmelement der eingangs genannten Gattung mit einfachen Mitteln so zu verbessern, daß es nicht nur vollständig recycelbar ist, sondern auch ohne Schwierigkeiten in die gewünschte Form gebracht werden kann, ohne viel Raum in Anspruch zu nehmen.The invention is based on the object of improving a sound-shielding element of the type mentioned at the beginning using simple means so that it is not only completely recyclable, but can also be easily formed into the desired shape without taking up much space.
Die Erfindung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet und in Unteransprüchen sind weitere Ausbildungen beansprucht. In der folgenden Beschreibung und in den Zeichnungen sind bevorzugte Ausbildungsformen der Erfindung beschrieben und dargestellt.The invention is characterized in claim 1 and further embodiments are claimed in subclaims. In the following description and in the drawings, preferred embodiments of the invention are described and illustrated.
Gemäß der Erfindung ist die zahlreiche Durchbrechungen aufweisende Schicht als selbsttragendes Schallschutzformteil ausgebildet, so daß keine zusätzlichen Schichten zur Bildung eines Mehrschichtenlaminats erforderlich sind. Der Begriff „Formteil" schließt hier dreidimensional verformte bzw. umgeformte Platten, Schichten und Folien ein, soweit sie dieAccording to the invention, the layer with numerous perforations is designed as a self-supporting soundproofing molded part, so that no additional layers are required to form a multi-layer laminate. The term "molded part" here includes three-dimensionally formed or reshaped plates, layers and films, insofar as they
MÜLLER,MUELLER,
verformte Gestalt selbsttragend beibehalten, wenn keine zusätzliche Verformungsarbeit zum Weiterverformen aufgewendet wird. Das Formteil ist aber bevorzugt aus Kunststoff-Formmassen insbesondere durch Spritzgießen und -pressen hergestellt, kann aber auch durch beispielswiese Biegen, Tiefziehen und dergleichen Umformen von Halbzeugen hergestellt sein. Dabei sind die Durchbrechungen so bemessen, daß sich für diese ein Lochflächenverhaltnis zwischen 0,001 und 20 %, insbesondere zwischen 0,01 und 8 % ergibt. Die Formteildicke ist zwischen 0,01 und 50 mm, insbesondere zwischen 0,05 und 4 mm bemessen, und die mittlere Breite bzw. der mittlere Durchmesser der Durchbrechungen weist zwischen 0,001 und 2 mm, insbesondere zwischen 0,01 und 0,7 mm auf.deformed shape is retained in a self-supporting manner if no additional deformation work is used for further deformation. The molded part is preferably made from plastic molding compounds, in particular by injection molding and pressing, but can also be made by bending, deep drawing and similar forming of semi-finished products. The openings are dimensioned such that they have a hole area ratio of between 0.001 and 20%, in particular between 0.01 and 8%. The molded part thickness is between 0.01 and 50 mm, in particular between 0.05 and 4 mm, and the average width or the average diameter of the openings is between 0.001 and 2 mm, in particular between 0.01 and 0.7 mm.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß das erfindungsgemäße Schallschutzformteil keines weiteren Schichtenaufbaus bedarf und dennoch eine gute Schallisolationsaufgabe erfüllt. Für abgehängte Gebäude-Unterdecken sind gelochte Metallpaneele mit 0,5 mm Dicke und einem Lochdurchmesser von 0,45 mm bei einem Lochflächenverhaltnis von 0,64 % an sich schon bekannt.Surprisingly, it has been shown that the soundproofing molded part according to the invention does not require any additional layer structure and yet still performs a good sound insulation function. Perforated metal panels with a thickness of 0.5 mm and a hole diameter of 0.45 mm with a hole area ratio of 0.64% are already known for suspended building ceilings.
Das Schallschutzformteil kann mehrschichtig aufgebaut, sein aber auch nur aus einer einzigen Schicht bestehen, es ist insbesondere dreidimensional konfiguriert und selbsttragend und behält daher die gewünschte Konfiguration insbesondere als mindestens teilweise Abdeckung des Verbrennungsmotors bei.The soundproofing molded part can have a multi-layer structure, but can also consist of only a single layer; it is in particular three-dimensionally configured and self-supporting and therefore maintains the desired configuration, in particular as at least partial cover of the combustion engine.
Im Vergleich zu den „Minilöchern" der o. g. Durchbrechungen mit dem genannten Lochverhältnis kann das S"challschutzformteil zusätzlich bevorzugt größere Durchbrechungen aufweisen, die zum Befestigen an Maschinenteilen, Fahrzeugteilen oder auch Wand- und Bodenteilen dienen.In comparison to the "mini holes" of the above-mentioned openings with the hole ratio mentioned, the soundproofing molded part can preferably also have larger openings that serve for fastening to machine parts, vehicle parts or even wall and floor parts.
Besonders bevorzugte Materialien für die gelochte Platte bzw. Schicht sind:Particularly preferred materials for the perforated plate or layer are:
Spritzgußmaterialien, wie bspw. Polypropylen und Polyamid, Folien, wie bspw. Polypropylen und ABS, Aluminiumfolien und -bänder, aber auch zu strukturierten Vliesen und Geweben verarbeitete Fasermaterialien aus Natur- und Kunstfasern, wie bspw. Baumwolle, Flachs, Hanf, Kokosfaser bzw. Polyester, Polypropylen etc. Diese Vliese können dabei natürlich auch durch'eine Bindematrix wie z. B. Harze oder Thermoplaste in ihrer Eigensteifigkeit und Formstabilität gesteigert werden.Injection molding materials such as polypropylene and polyamide, films such as polypropylene and ABS, aluminum foils and tapes, but also fiber materials made from natural and synthetic fibers processed into structured fleeces and fabrics, such as cotton, flax, hemp, coconut fiber or polyester, polypropylene, etc. The inherent rigidity and dimensional stability of these fleeces can of course also be increased by a binding matrix such as resins or thermoplastics.
Die Erfindungung ist verwendbar für unterschiedliche Einbauteile insb. in KFZ z. B. für Verkleidungen des Daches, das heißt als Dachhimmel, als Hutablage oder Türverkleidung, als Sonnenschutz oder Gepäckraum-Rollo, als spritzgegossene Abdeckeinheiten zum Abdecken bzw. Verkleiden von Kabeln oder Abgasrohren, als Unterbodenverkleidung oder Motorhaubenverkleidung sowie als Radhausschale bei insbesondere Lastkraftwagen.The invention can be used for various built-in parts, particularly in motor vehicles, e.g. for roof cladding, i.e. as a headliner, as a parcel shelf or door panel, as a sunshade or luggage compartment blind, as injection-molded cover units for covering or cladding cables or exhaust pipes, as underbody cladding or bonnet cladding and as a wheel house liner, particularly in trucks.
Besonders vorteilhaft anwendbar ist die Erfindung bei Fahrzeugen, wie Bussen und Luftfahrzeugen, bei denen es auf optimale Raumausstattung ankommt, andererseits aber die Motorgeräusche im Passagierraum soweit wie möglich zu absorbieren sind. Dabei ist es möglich, die Verkleidungsteile der Außenwand durch eine Mikroperformierung akustisch wirksam zu machen, ohne daß zusätzliche Absorptionsmaterialien zwischen Verkleidung und Außenkante eingebracht werden müssen.The invention is particularly advantageous for use in vehicles such as buses and aircraft, where optimal interior design is important, but on the other hand the engine noise in the passenger compartment must be absorbed as much as possible. It is possible to make the cladding parts of the outer wall acoustically effective by micro-performing, without having to insert additional absorption materials between the cladding and the outer edge.
Erfindungsgemäße Schallschutzformteile können nicht nur bei Personenkraftwagen, sondern auch bei Großraumfahrzeugen, wieSoundproofing molded parts according to the invention can be used not only in passenger cars, but also in large-capacity vehicles, such as
Bussen und Luftfahrzeugen und in Schiffskörpern, an solchen Stellen Anwendung finden, in denen wenig Raum für großvolumige Mehrschichtenisolationselemente zur Verfügung steht. Der Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß man solche Formteile auch noch zusätzlich an denjenigen Stellen anbringen kann, an denen sich erst nachträglich zu große Schallausbreitung feststellen läßt, ohne daß der Grundaufbau wesentlich geändert werden kann.Buses and aircraft and in ships' hulls, in places where there is little space for large-volume multi-layer insulation elements. The advantage of the invention is also that such molded parts can also be attached to those places where excessive sound propagation is only subsequently determined, without the basic structure being able to be significantly changed.
Sofern die Durchbrechung genügend klein ausgebildet sind, ist das erfindungsgemäße Schallabschirmelement auch wasserdicht, obwohl Dampfdurchlässigkeit gewährleistet wird. Es verhält sich wie ein mikroporöses Textil im Sinne von „Goretex" und „Sympatex".If the openings are small enough, the soundproofing element according to the invention is also waterproof, although vapor permeability is guaranteed. It behaves like a microporous textile in the sense of "Goretex" and "Sympatex".
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung im folgenden näher beschrieben. Dabei zeigenAn embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the drawing.
Fig. 1 eine Teilansicht eines Kfz-Einbauteils, das alsFig. 1 is a partial view of a vehicle component used as
erfindungsgemäßes Schallschutzformteil hergestellt ist und zum Abdecken eines Teiles des Motors dient,soundproofing molding according to the invention is manufactured and serves to cover a part of the engine,
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein anderes Kf&zgr;-Einbauteil undFig. 2 is a plan view of another Kf&zgr; component and
Fig. 3 einen schematischen Querschnitt des in Fig. 2 gezeigten dreidimensional verformten Formteils,Fig. 3 is a schematic cross-section of the three-dimensionally deformed molded part shown in Fig. 2,
Fig. 4 schematische Teilausschnitte im Bereich einer Durch- und 5 brechung stark vergrößert.Fig. 4 schematic partial sections in the area of a breakthrough and 5 greatly enlarged.
Die Motorabdeckung gemäß Fig. 1 ist als einstückiges Polypropylen-Spritzformteil mit einer Schichtdicke von d = 0,4 mmThe engine cover according to Fig. 1 is a one-piece polypropylene injection molded part with a layer thickness of d = 0.4 mm
ausgebildet. Über fast die gesamte Fläche ist es mit rasterartig angeordneten kleinen Durchbrechungen 2 versehen (in der Figur sind nur jeweils Teile der Lochungsbereiche gezeigt, selbst wenn das gesamte Schallschutzformteil entsprechend „perforiert" ist). Die größeren Durchbrechungen 3 in Form von Langschlitzen oder kreisförmigen Löchern dienen zum Befestigen am Chassis des Kraftfahrzeugs, indem Schrauben durch die Durchbrechungen 3 gesteckt und das Formteil festgeschraubt wird. Es ist ist dreidimensional gemäß den Formationen des Motorgehäuses geformt und weist außen Anschlußflausche 4 auf. Das gesamte Schallschutzformteil 1 ist trotz seiner geringen Plattendicke formstabil in dem Sinne, daß es seine Form beibehält. Die Durchbrechungen 2 dienen auch zum „Entdröhnen", da sie das Schwingverhalten des Formteils 1 trotz der kleinen Abmessungen wesentlich verändern.formed. It is provided with small openings 2 arranged in a grid pattern over almost the entire surface (in the figure only parts of the perforation areas are shown, even if the entire soundproofing molded part is "perforated" accordingly). The larger openings 3 in the form of long slots or circular holes are used for fastening to the chassis of the motor vehicle by inserting screws through the openings 3 and screwing the molded part tight. It is shaped three-dimensionally according to the formations of the engine housing and has a connecting fleece 4 on the outside. The entire soundproofing molded part 1 is dimensionally stable despite its small plate thickness in the sense that it retains its shape. The openings 2 also serve to "drum down" since they significantly change the vibration behavior of the molded part 1 despite its small dimensions.
In Figuren 2 und 3 ist ein anderes Schallschutzformteil 1 aus Kunststoff gezeigt, welches aus einem Halbzeug dreidimensional verformt bzw. umgeformt wurde und ein Netz von Durchbrechungen 2 aufweist, die auch hier der Einfachheit halber nur an einer mittleren Stelle und an zwei oberen Endstellen gezeigt sind, aber die gesamte Oberfläche des Formteils 1 regelmäßig in Linien und Zeilen angeordnet netzartig überziehen. Darüber hinaus weist es auch größere Durchbrechungen 3 auf, welche zum Hindurchstecken von Apparaturen des Kraftfahrzeugs dienen. Die kleinen Durchbrechungen 2 sind im Querschnitt insbesondere kreisförmig; sie erstrecken sich durch das gesamte Formteil 1 hindurch zur anderen Seite, nämlich von der einen dem Motor zugewendeten Seite RM (Schallraum) zur entgegengesetzten dem Fahrgastraum RF zugewandten Seite (Schallarmer Raum) hindurch. Die Länge der Durchbrechungen 2 entspricht der Dicke d desFigures 2 and 3 show another soundproofing molded part 1 made of plastic, which was three-dimensionally formed or reshaped from a semi-finished product and has a network of openings 2, which are also shown here for the sake of simplicity only at a central point and at two upper end points, but which cover the entire surface of the molded part 1 in a network-like manner, arranged regularly in lines and rows. In addition, it also has larger openings 3, which are used to insert the motor vehicle's equipment through. The small openings 2 are in particular circular in cross-section; they extend through the entire molded part 1 to the other side, namely from the side RM facing the engine (noise chamber) to the opposite side facing the passenger compartment RF (low-noise chamber). The length of the openings 2 corresponds to the thickness d of the
Formteils 1; bei diesem Beispiel beträgt die Dicke d etwa 3 mm bei einem Durchmesser D von 0,2 mm der Durchbrechungen 2.Moulded part 1; in this example, the thickness d is approximately 3 mm with a diameter D of 0.2 mm of the openings 2.
Bei der wesentlich vergrößerten Darstellung von Figur 4 wird ein Durchmesser D von 0,5 mm der im Querschnitt kreisförmigen Durchbrechungen 2 und eine Formteildicke d von 3 mm vorausgesetzt, so daß sich eine Lochfläche LF gemäß der FormelIn the significantly enlarged representation of Figure 4, a diameter D of 0.5 mm of the circular cross-section openings 2 and a molded part thickness d of 3 mm are assumed, so that a hole area LF is calculated according to the formula
LF = &pgr; &khgr; D2
4 LF = π χ D 2
4
von 0,2 0 mm2 und ein Volumen V vonof 0.2 0 mm 2 and a volume V of
V = LF &khgr; d
von 0,6 mm3 ergibt.V = LF × d
of 0.6 mm 3 .
Die auf das Schallschutzformteil 1 auftreffenden akustischen Wellen WA werden größtenteils als Reflexionswellen WR an der Oberfläche reflektiert, während ein anderer Teil, nämlich die hindurchtretenden Wellen WD, in die Durchbrechung 2 eindringen und in dem dort befindlichen Gasvolumen physikalische Wirkungen initiieren, die zu einer sehr viel größeren Absorption der insgesamt einfallenden Wellen führen, als dies dem Lochflächenverhältnis LV entspricht. Außerdem wird das Schwingverhalten des Formteils 1 gegenüber einem unperforierten verändert. The acoustic waves WA striking the soundproofing molded part 1 are mostly reflected as reflection waves WR on the surface, while another part, namely the waves WD passing through, penetrate into the opening 2 and initiate physical effects in the gas volume located there, which lead to a much greater absorption of the total incident waves than corresponds to the hole area ratio LV. In addition, the vibration behavior of the molded part 1 is changed compared to an unperforated one.
Das Lochflächenverhältnis LV ist das Verhältnis zwischen der von Durchbrechungen 2 eingenommenen Lochfläche LF in Bezug auf die sowohl von den Durchbrechungen 2 als auch von derThe hole area ratio LV is the ratio between the hole area LF occupied by the openings 2 in relation to the hole area occupied by both the openings 2 and the
MÜLLER. SCIIUPFNER 4 GAUCER t '. I MILLER. SCIIUPFNER 4 GAUCER t '. I .* *** *** J &iacgr; ***'.* *** *** J &iacgr; ***'
• ··
Oberfläche des gelochten Schallschutzformteils 1 eingenommenen Gesamtfläche GF gemäß der FormelSurface of the perforated soundproofing molded part 1 total area GF according to the formula
LV = LF/GFLV = LF/GF
und gemäß den Beziehungen, wie sie schematisch auch in Figur 5 gezeigt sind. Durch die „Minilöcher" bzw. „Perforierungen"
gelangt kein merklicher Anteil von Wärmestrahlen von der einen Seite auf die andere Seite der Schallschutzformteils 1, so daß auch in gewissem Maße Wärmestrahlen abgeschirmt werden.
Infolge der speziell bemessenen Größe und Anzahl der Minidurchbrechungen
2 ist das Formteil lakustisch schalldämpfend
wirksam, obwohl keine verhältnismäßig dicke poröse Isolationsschichten hinter dem Formteil 1 in einem Mehrschichtenverbund
angeordnet sind.and according to the relationships shown schematically in Figure 5. Through the "mini holes" or "perforations"
no noticeable proportion of heat rays passes from one side to the other side of the soundproofing molded part 1, so that heat rays are also shielded to a certain extent.
Due to the specially designed size and number of mini-perforations
2 the molded part is acoustically sound-absorbing
effective, although no relatively thick porous insulation layers behind the molded part 1 in a multilayer composite
are arranged.
Das erfindungsgemäße Schallabschirmelement kann auch für
Gehäuse oder Gehäuseteile von Haushaltsgeräten, wie Haarföns
und Staubsaugern, verwendet werden. Es empfiehlt sich die
Anwendung der Spritzgieß- oder Tieziehtechnik zur Formteilherstellung. The sound shielding element according to the invention can also be used for
Housings or housing parts of household appliances, such as hair dryers
and vacuum cleaners. It is recommended to use
Application of injection molding or thermoforming technology to produce molded parts.
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