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DE3117368C2 - - Google Patents

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DE3117368C2
DE3117368C2 DE3117368A DE3117368A DE3117368C2 DE 3117368 C2 DE3117368 C2 DE 3117368C2 DE 3117368 A DE3117368 A DE 3117368A DE 3117368 A DE3117368 A DE 3117368A DE 3117368 C2 DE3117368 C2 DE 3117368C2
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DE
Germany
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layer
laminate construction
construction according
laminate
sub
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Edward F. Apollo Pa. Us Salyers
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Original Assignee
Cabot Corp
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Publication date
Application filed by Cabot Corp filed Critical Cabot Corp
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Polymerlaminat- Konstruktionen und insbesondere eine flexible schallschluckende Laminat-Konstruktion gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie deren Verwendung.
Bedienungspersonen im Großbau, der Schwerindustrie, Bergbau und im Transportwesen, wie z. B. bei Bulldozern, Löffelbaggern, Lastwagen, Erdhobeln, Sortierern, Mörtelmischern, Brechern, Schießlochbohrern, Radladern, Förderern, dieselbetriebenen Motorschaufeln und Schrappern und dergleichen sind oft einem Lärmpegel ausgesetzt, der eine ausreichende Intensität aufweist, um Hörschädigungen zu verursachen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn eine solche Lärmbelästigung in chronischer, Tag auf Tag folgender Basis ausgehalten werden muß. Im allgemeinen existieren bei solchen Geräten drei allgemeine Wege oder Mechanismen, durch die Schall in die Führerstände des Bedienungspersonals oder der Mannschaft geleitet werden kann. Luftschall kann natürlich durch Öffnungen im Führerstand von außen in den Führerstand gelangen. Schall, der als mechanische Schwingung durch Primärmotoren, hydraulische Mechanismen oder andere Anbaugeräte erzeugt werden kann, kann auch direkt durch die Struktur des Gerätes geleitet und von dort in den Führerstand gestrahlt werden. Auch kann Schall durch Anregung der Kabinenstruktur(en), wie z. B. Blechtafeln, durch Auftreffen von äußeren Geräuschen in die Kabine eingeleitet werden. Wenn der Schall erst einmal in die Kabine eingetreten ist, gleichgültig durch welchen Mechanismus, kann seine Intensität durch Luftreflektion innerhalb der Kabinenstruktur verstärkt werden. Bis zu einem gewissen Ausmaß ist das letzterwähnte Phänomen des internen reflektierten Schalls erwünscht, da dies eine wichtige Quelle sensorischer Information für den erfahrenen Bediener des Gerätes darstellen kann, wodurch er befähigt wird, die Maschine und hydraulischen Belästungen zu überwachen und stimmliche Befehle und Unterhaltungen innerhalb der Kabine zu hören.
Die DE-AS 24 08 028, welche den nächstkommenden Stand der Technik bildet, beschreibt eine Schallschluckplatte, welche eine Deckschicht aufweist, hinter welcher eine Kernschicht vorgesehen ist, welche relativ große Hohlräume umfaßt. Die Kernschicht kann dabei beispielsweise in Form von starren Abstandshaltern oder in Form einer lose gebundenen Schicht aus Schaumstoffgranulat gefertigt sein. Diese vorbekannte Schallschluckplatte weist den Nachteil auf, daß sie zum einen nicht über eine ausreichende Flexibilität verfügt, so daß sie für viele Anwendungszwecke nicht geeignet ist und zum anderen nur insgesamt zu einer Verminderung des Schallpegels führt, nicht jedoch den Lärmpegel insgesamt dämpfen kann, um gleichzeitig andere Schallquellen hörbar zu machen.
Ein anderer Aufbau eines schallschluckenden Schichtstoffes ist aus der DE-OS 27 24 172 bekannt. Bei diesem Schichtstoff ist hinter einer schallschluckenden Schicht eine Zwischenschicht vorgesehen, welche von einer relativ starren Folie begrenzt wird. Auch dieser schallschluckende Schichtstoff ermöglicht nicht eine selektive Ausfilterung und Begrenzung bestimmter Frequenzen des Gesamt-Lärmspektrums.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schallschluckende Laminat-Konstruktion gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs zu schaffen und seine Verwendung anzugeben, welche in geeigneter Weise an einem Mannschaftsraum oder einer Bedienungskabine eines unter starkem Geräusch arbeitenden Gerätes anwendbar ist und eine wesentliche Gesamtverminderung schädlicher Lärmpegel ermöglicht, wobei die Fähigkeit des Bedienungspersonals oder der Mannschaft, die für eine effektive und sichere Bedienung des Gerätes erwünschten Geräusche zu hören, aufrechterhalten bleibt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine schallschluckende Laminat-Konstruktion gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst, die Unteransprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Lehre des Hauptanspruchs.
Die erfindungsgemäße schallschluckende Laminat-Konstruktion weist folgende Merkmalsgruppen auf:
  • (A) Eine erste Schicht mit einer Dicke von mindestens 0,5 cm, die aus einer flexiblen Polymer-Schaum-Zusammensetzung gebildet wird und einen Verlustfaktor η von mindestens 0,4 bis 25°C und eine Erregungsfrequenz von 100 Hz aufweist,
  • (B) eine zweite Schicht, die aus einer flexiblen Polymer-Schaum- Zusammensetzung gebildet wird und eine Oberflächen-Dichte von mindestens etwa 0,008 g/cm² aufweist, wobei die Eigenresonanz-Frequenz der gesamten Laminat-Konstruktion nicht größer als etwa 1000 Hz ist.
Das verwendete akustische gedämpfte System besteht aus einem Raum, an dessen Oberfläche die erfindungsgemäße schallschluckende Laminat-Konstruktion befestigt ist, wobei dessen Polymer- Schaum-Schichtelement zu der Raumoberfläche hin orientiert ist.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische graphische Querschnittsansicht einer der Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Laminat-Konstruktion, wobei die gezeigte Konstruktion an der Oberfläche eines Teils eines Raumes befestigt ist;
Fig. 2 zeigt eine schematische graphische Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laminat-Konstruktion, wobei die gezeigte Konstruktion an der Oberfläche eines Teils eines Raumes befestigt ist.
Die Fig. 1 und 2, in denen gleiche Bezugsziffern sich auf gleiche Strukturelemente beziehen, zeigen die erfindungsgemäße flexible akustische Laminat-Konstruktion, die im weitesten Sinne eine Polymer-Schaumschicht 1 und eine Polymer- Schwerschicht 2 umfaßt. Die freie Oberfläche der Polymer-Schaumschicht 1 der Konstruktion ist beispielsweise durch einen geeigneten Kleber an der Oberfläche 3 eines Raumes befestigt, der damit akustisch behandelt werden soll.
Die Polymer-Schaumschicht 1 hat eine Dicke von mindestens 0,5 cm (0,2 inch) und kann aus im wesentlichen jeder beliebigen flexiblen schichtförmigen Polymer-Schaum-Zusammensetzung bestehen, die einen Verlustfaktor η von mindestens etwa 0,4, gemessen bei 25°C und 100 Hz Anregungsfrequenz, aufweist. Vorzugsweise ist die Dicke der Polymer-Schaumschicht 1 mindestens etwa 1,3 cm (0,5 inch). Es ist ebenfalls bevorzugt, daß die Polymer-Schaumschicht 1 einen Verlustfaktor von mindestens 0,6 unter den obengenannten Bedingungen hat. Viele spezielle Polymere, Copolymere, Interpolymere und deren Mischungen können bei der Verwendung einer geeigneten Schaumschicht 1 verwendet werden, wobei der Verlustfaktor und die Resonanzfrequenzcahrakteristiken einer Polymer-Schaum-Zusammensetzung im wesentlichen stark von anderen Faktoren abhängen als von dem speziellen verwendeten Polymer, wie beispielsweise den Polymerisationsbedingungen, der Anwesenheit besondrer zusätzlicher Komponenten in der Schaumzusammensetzung, die sich von dem Polymer selbst unterscheiden, die Schäummittel und verwendeten besonderen Blasverfahren, die spezielle physikalische Form der Schaumschicht 1 und dergleichen. In Hinblick auf das letztere zeigt beispielsweise Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, worin die Schicht 1 aus separaten und unterschiedlichen Unterschichten 1 a und 1 b zusammengesetzt ist. Die erste Unterschicht 1 a ist mit einer Vielzahl von im wesentlichen gleichförmig verteilten Öffnungen 4 versehen, die sich über deren Dicke erstrecken. Die Öffnungen 4 können in jeder beliebigen Weise gebildet werden, wie z. B. durch Schneiden bzw. Stanzen des Polymerschaum-Schichtmaterials. Diese Form der Polymerschaum- Unterschicht 1 a ist bevorzugt, da sie zu einer vollständigen Laminat-Konstruktion von relativ niedrigem Gewicht führt. Außerdem dient die Anwesenheit einer Vielzahl von gleichförmig verteilten Öffnungen 4 durch die Polymerschaum- Unterschicht 1 a auch dazu, die Eigenresonanzfrequenz der gesamten Laminat-Konstruktion zu vermindern, von der sie ein integriertes Element ist. Wenn ein spezielles Polymerschaum- Schichtmaterial, das zur Verwendung in der Schicht 1 vorgeschlagen ist, die erforderlichen Verlustfaktoreigenschaften aufweist, das daraus hergestellte Laminat jedoch eine ungewöhnlich hohe Eigenresonanzfrequenz hat, ist es oft möglich, die Eigenresonanzfrequenz der gesamten Konstruktion effektiv durch die Zweischichtenkonstruktion der Schicht 1 der Fig. 2 und durch die Durchbrechungen des Elementes der Unterschicht 1 a, wie oben geschildert, effektiv bis auf den erfindungsgemäßen Bereich zu senken. Mit dieser bevorzugten, mehrfach perforierten Ausführungsform der Unterschicht 1 a beträgt die gesamte Oberfläche, die durch die vielfachen Öffnungen 4 definiert ist, vorzugsweise etwa 50% der gesamten Oberfläche der Unterschicht 1 a.
In Verbindung mit dieser bevorzugten Ausführungsform der Schicht 1 ist zwischen der mehrfach durchbrochenen Unterschicht 1 a und der Polymer-Schwerschicht 2 eine dazwischenliegende, zusammenhängende zweite Polymerschaum-Unterschicht 1 b angeordnet. Bevorzugt beträgt die Dicke der Polymerschaum-Unterschicht 1 b beträchtlich weniger als die der mehrfach durchbrochenen Polymerschaum-Unterschicht 1 a. Die Elemente der Polymerschaumschichten 1 a und 1 b stellen die gesamte Konstruktion der Polymer-Schaumschicht 1dar und sollten deshalb normalerweise für die Zwecke der Bestimmung des Verlustfaktors als eine einzelne Schicht angesehen werden. Wenn sie jedoch gesondert betrachtet werden, ist es bevorzugt, daß die ununterbrochene zweite Polymerschaum-Unterschicht 1 b einen Verlustfaktor hat, der ähnlich dem der mehrfach durchbrochenen ersten Polymer-Schaumschicht 1 a ist. Dies stellt sicher, daß bei niedrigen Frequenzen eine effektive akustische Kupplung der Schaumschicht 2 mit der Polymer-Schwerschicht 2 gewährleistet ist und daß bei hohen Frequenzen eine wirksame Entkopplung stattfindet.
Durch die bevorzugte Anordnung, worin die Schicht 1 eine dazwischenliegende zusammenhängende Polymerschaum-Unterschicht 1 b in Kombination mit einer mehrfach durchbrochenen Polymerschaum- Unterschicht 1 a enthält, werden verbesserte gesamte akustische Dämpfungseigenschaften der vollständigen akustischen Laminat-Konstruktion erhalten. Außerdem ist die bevorzugte Konstruktion der Schicht 1 auch erwünscht, wenn zusätzlich eine Crash-Padding-Funktion (pralldämpfende Funktion) durch die erfindungsgemäße Laminat-Konstruktion bewirkt werden soll, wenn sie z. B. in den Kopfteil einer Kabine oder eines Mannschaftsführerstandes eingebaut ist.
Ein geeignetes Testverfahren, mit dem sowohl der Verlustfaktor eines Polymer-Schaumschichtmaterials als auch die Eigenresonanzfrequenz der fertigen Laminat-Konstruktionen bestimmt werden kann, ist in dem Aufsatz "Damping Measurements on Soft Viscoelastic Materials Using a Tuned Damper Technique", C. M. Cannon, E. D. Nashif und D. I. G. Jones (1968), Shock and Vibration Bulletin, 38, Seiten 159 bis 163, Naval Research Laboratory, Shock and Vibration Information Center, Washington, D.C., offenbart. Dieses Verfahren umfaßt die Schwingungsanregung des Polymerschaums des Materials oder Laminats, das untersucht werden soll, wobei die Frequenz der Anregung durch Massenbelastung des Testmaterials oder Laminats oder Laminat- Konstruktion kontrolliert wird. Der Verlustfaktor η wird bestimmt, indem der gemessene Verstärkungsfaktor A, gemessen bei einer Anregungsfrequenz von 100 Hz, in die folgende Gleichung eingesetzt wird:
Die Eigenresonanzfrequenz der Laminat-Konstruktion wird wie folgt bestimmt. Es wird eine Probe des Laminats mit einer Oberfläche von mindestens 25,8 cm² (4 inch²) verwendet. Die Schwerschicht 2 wird von der Schaumschicht 1 abgestreift, und die Schwerschicht 2 wird durch ein Metallschichtteil von gleicher Fläche ersetzt. Ein Beschleunigungsmesser wird an der äußeren Oberfläche des ersetzten Metallschichtteils befestigt, wobei die Dicke dieses Teils so ausgewählt wird, daß das kombinierte Gewicht des Teils und des Beschleunigungsmessers gleich dem Gewicht der abgestreiften Schwerschicht 2 ist. Die erhaltene Probe wird auf einen Schütteltisch gestellt und der Tisch zunächst mit 20 Hz schwingen gelassen und danach fortlaufend auf höhere Frequenzen gescannt (fortlaufend erhöht), bis eine Frequenz von 1500 Hz erreicht ist. Die maximale Spitzenübertragung findet bei der Frequenz statt, die für die Eigenfrequenz des Kompositstoffes gesetzt wird.
Wie bereits erwähnt wurde, können viele Polymere, Copolymere, Interpolymere und deren Mischungen in geeigneter Weise polymerisiert, formuliert, zusammengesetzt, geschäumt und in anderer Weise zu schichtförmigen Schaumzusammensetzungen hergerichtet werden, die die erforderlichen Verlustfaktor- und Resonanzfrequenzeigenschaften zur Verwendung als Schicht 1 in der erfindungsgemäßen Konstruktion aufweisen. Spezifische Beispiele von allgemein geeigneten Polymeren sind beispielsweise Polyvinylchlorid, Butylkautschuk, flexibles Polyurethan, Butadien-Acrylnitril-Kautschuk, Polytrifluortrichloräthylen, Polysulfid-Kautschuk, Polynorbornen, GR-S-Kautschuk und dergleichen. Geeignete Verlustfaktoren und/oder Resonanzfrequenzcharakteristiken können solchen Polymeren oft verliehen werden, indem sie mit einem oder mehreren verschiedenen Flexibilisatoren und/oder externen und/oder internen Plastifizierungsmitteln verursacht werden. Die genannten Charakteristiken können oft auch durch die speziellen verwendeten Schaummittel, deren Konzentrationen und die Bedingungen, unter denen das Polymermaterial zum endgültig stabilisierten Schaumprodukt verschäumt werden, reguliert werden. Dementsprechend ist die genaue Arbeitsweise, mit der einem gegebenen Polymerschaummaterial die wesentlichen Verlustfaktorcharakteristiken und der fertigen Laminat-Konstruktion die erwünschte Eigenresonanzfrequenz-Charaktesristik verliehen wird, nicht kritisch. Ein spezielles energieabsorbierendes Material als Polymerschaum, das sich zur Vewendung in der Schicht 1 als besonders geeignet erwiesen hat, ist ein hochplastifiziertes Polyvinylchlorid-Schicht-Schaummaterial, das unter dem Handelsnamen C-3002 durch die E-A-R Corporation, Indianapolis, Indiana, vertrieben wird. Dieses Polymer-Schaum-Schichtmaterial hat einen Verlustfaktor von etwa 0,6 bei 25°C und 100 Hz Anregungsfrequenz. Darüber hinaus ist dieses Material im wesentlichen nicht brennbar und neigt, anstatt zu schmelzen, zum Verkohlen, was beides wesentliche Eigenschaften sind, wenn die erfindungsgemäße akustische Laminat-Konstruktion in Gegenwart von entflammbaren Flüssigkeiten und Dämpfen, wie z. B. Benzin, Dieselöl, hydraulischen Flüssigkeiten und dergleichen, verwendet werden soll.
Die Dicke der Polymer-Schwerschicht 2 ist vorzugsweise, obwohl es nicht erforderlich ist, wesentlich kleiner als die Polymer-Schaumschicht 1. Es ist jedoch wesentlich, daß die Polymer-Schwerschicht 2 eine Oberflächendichte von wenigstens etwa 0,008 g/cm² (0,5 lb/ft²) aufweist, wobei die bevorzugte Oberflächendichte mindestens etwa 0,016 g/cm² (1,0 lb/ft²) beträgt. Wie bei der Polymer-Schaumschicht 1 ist das bei der Konstruktion der Polymer-Schwerschicht 2 verwendete spezifische Polymermaterial erfindungsgemäß nicht besonders kritisch, vorausgesetzt, daß die Schicht 2 flexibel ist und die bereits genannten Bedingungen hinsichtlich der Mindestoberflächendichte erfüllt. Flexible Polymer-Schwerschichten, die zur erfindungsgemäßen Verwendung als Schicht 2 geeignet sind, werden konventionell durch Vermischen einer Polymermatrix mit einem dichten teilchenförmigen festen Füllstoff hergestellt, wie z. B. einem Metallpulver oder einer Metallverbindung. Ein geeigneter Typ eines kommerziell verfügbaren polymeren Schwerschichtmaterials umfaßt Polyvinylchlorid, dem ein Bariumsulfat-Füllstoff zugemischt ist. Wie beim Polymer- Schaumschichtstoff 1 stellt infolge seiner Nichtbrennbarkeit und seiner Verkohlungseigenschaften Polyvinylchlorid einen allgemein bevorzugten Polymertyp für die Herstellung der Schwerschicht 2 dar.
Wenn die polymere Schwerschicht 2 die äußerst gelegene Oberfläche der erfindungsgemäßen Laminat-Konstruktion begrenzt, ist es im allgemeinen auch erwünscht, daß die Schicht 2 eine wesentliche Schnitt- und Abriebfestigkeit aufweist, wodurch eine gute Lebensdauer der Konstruktion gewährleistet wird. Wenn die Schwerschicht 2 aus Polyvinylchlorid, Polyurethan oder Butylkautschuk gebildet wird, ist eine solche Schnitt- und Abriebfestigkeit gewöhnlich infolge der Natur des Polymermaterials der Konstruktion gegeben. Jedoch kann eine gute Schnitt- und Abtriebfestigkeit auch durch das Anbringen einer ganz außenliegenden separaten Verschleißschicht 5 gewährleistet sein, die an der äußeren Oberfläche der polymeren Schwerschicht 2 befestigt ist. Diese Verschleißschicht 5 kann auch eine "kosmetische" Funktion erfüllen und beispielsweise aus einem kalandrierten, pigmentierten Polyvinylchlorid-Schichtmaterial des Typs bestehen, wie er bei Automobilpolstern verwendet wird. Wenn eine separate und unterschiedliche Verschließschicht 5 verwendet wird, kann der Anteil ihrer Masse an der Oberflächendichte der polymeren Schwerschicht 2 mit in Betracht gezogen werden.
Die veschiedenen Schichten, aus denen die flexible akustische Laminat-Konstruktion der vorliegenden Erfindung besteht, sind selbstverständlich miteinander verbunden, um die Konstruktion zu vervollständigen. Diese Bindung kann durch jede geeignete bekannte Technik erreicht werden, wie z. B. durch das Verbinden mittels Klebern, Heißschmelzlaminierung oder Lösungsmittel-, thermisches oder Ultraschallschweißen.
Wie bereits erwähnt wurde, hat die erfindungsgemäße vollständige akustische Laminat-Konstruktion eine natürliche Resonanzfrequenz von nicht mehr als etwa 1000 Hz. Vorzugsweise ist deren Resonanzfrequenz nicht größer als etwa 500 Hz.
Die folgenden Beispiele sind lediglich erläuternd, sie sollen die Erfindung nicht beschränken.
Beispiel 1
Ein Bulldozer International Harvester, Serie TD 25, ausgerüstet mit einer abnehmbaren Campbell-Greenline-3000-Kabine und einem am Rahmen befestigten Überrollschutzgerüst aus dickwandigen Röhren, wurde als Gerät für die erfindungsgemäße Schalldämpfungsbehandlung verwendet. Vor der Behandlung wurde die Kabine zunächst mit einer Gen-Rad-1933-Präzisionsschallpegelmeßvorrichtung, Typ 1, und einem Gen-Rad-, Typ 1944,-Geräuschdichte- Messer, ausgerüstet mit einem Lärmindikator Typ 1944-9792, versehen. Der Bulldozer wurde dann unter verschiedenen Bedingungen ohne Schaufelbelastung betrieben, um die Grundgeräuschpegel zu messen. Die Meßgerätemikrofone wurden auf jeder Seite und nahe am Kopf des Maschinisten angebracht um sicherzustellen, daß die gemessenen Geräuschpegel so nahe wie praktikabel an die Geräuschpegel heran kamen, denen der Maschinist ausgesetzt war. Die erhaltenen Werte sind in den Tabellen 1 und 2 in den Spalten "unbehandelt" zusammengefaßt. Es ist festzustellen, daß die lautesten Betriebsbedingungen dieses Gerätes in der Bewegung im zweiten Rückwärtsgang auftragen, während die leisesten Bedingungen stationär unter niedrigen Leerlaufbedingungen auftraten.
Danach wurde die Kabine vom Bulldozer entfernt und deren gesamtes, nicht aus Glas bestehende Innere, das lediglich etwa 50% der gesamten Kabinenoberfläche darstellte, mit einer erfindungsgemäßen flexiblen akustischen Laminat-Konstruktion beschichtet. Dieses Laminat hatte eine Eigenresonanzfrequenz von weniger als 500 Hz und umfaßte die folgenden Elemente:
Schicht 1
Unterschicht 1 a - eine hochplastifizierte Polyvinylchlorid- Schaumschicht, E-A-R-C 3002, mit einer Dicke von etwa 1,8 cm (0,7 inch), einem Verlustfaktor η von etwa 0,6 bei 25°C und 100 Hz Anregungsfrequenz, wobei die Schicht eine Vielzahl von im wesentlichen gleichförmig verteilten Öffnungen 4 aufwies, die durch deren Dicke gestanzt waren und wobei jede Öffnung 4 einen Durchmesser von etwa 1,5 cm (0,6 inch) hatte und die Oberfläche der Öffnungen 4 im Aggregat etwa 50% der Gesamtoberfläche der Unterschicht 1 a ausmachte.
Unterschicht 1 b - eine ununterbrochene Schicht aus E-A-R-C 3002 mit einer Dicke von etwa 0,6 cm (0,25 inch).
Tabelle 1
Lärmpegelmessung
Tabelle 2
dB (A) Lärmpegel bei verschiedenen Einwirkungszeiten und Vergleich mit den Pegeln der MSHA-Tabelle G-16 Standard (Dosimeter)
Schicht 2
Ein flexibles gefülltes Polyvinylchlorid-Schichtmaterial mit einer Dicke von etwa 0,25 cm (0,1 inch), enthaltend einen Bariumsulfat-Füllstoff in hinreichender Menge, um eine Oberflächendichte von etwa 0,016 g/cm² (1,0 lb/ft²) zu ergeben.
Schicht 5
Keine.
Die jeweiligen Unterschichten 1 a und 1 b und die Schicht 2 wurden mit einem Klebstoff zu der Laminat-Konstruktion aneinander verbunden, und die Laminat-Konstruktion wurde am Kabineninneren vermittels Coustibond, einem Polyurethan-Klebstoff der Ferro Corporation, Cleveland, Ohio, befestigt.
Um das Überrollschutzgerüst schon gegen durch den Rahmen des Gerätes übertragene Geräteschwingungen zu isolieren, waren die ringförmigen Rahmenvertiefungen, in die die Gerüstrohre paßten, jeweils mit energieabsorbierenden Hülsen und Seitenscheiben versehen. Außerdem wurde der Einbau der erfindungsgemäßen Laminat- Konstruktion in das Dachgebiet der Kabine nach dem Wiedereinbau der Kabine in den Bulldozer durchgeführt. Somit wurde die erfindungsgemäße Laminat-Konstruktion im Dachgebiet der Kabine über dem Überrollbügel und der inneren Oberfläche des Kabinendaches eingebaut.
Danach wurde der Bulldozer unter gleichen Bedingungen und auf der gleichen Strecke verwendet wie bei der Ermittlung des Grundgeräuschpegels. Die erhaltenen Daten sind in den Tabellen 1 und 2 in den Spalten "Behandelt" gezeigt.
In Tabelle 2 sind die gemessenen Geräuschpegel gegen Tabelle G-16 des Geräuschstandards verglichen, wobei die Tabelle G-16 von der U.S. Mine Safety and Health Administration aufgestellt wurde, um maximale Zeiten hinsichtlich der sicheren zulässigen Lärmpegelkriterien für Bergleute aufzustellen. In den Spalten der Tabelle 2 bezeichnet "% MSHA Std." die gemessenen Pegel des Gerätes, ausgedrückt in Prozenten der Kriterien der Tabelle G-16.
Die Tabelle 1 zeigt, daß nach der erfindungsgemäßen Lärmdämpfungsbehandlung der Geräuschpegel in der Kabine selbst unter den lautesten Betriebsbedingungen des Gerätes niedriger ist als der in der unbehandelten Kabine unter den leisesten Betriebsbedingungen des Gerätes. Zweitens zeigen die Daten in der Tabelle 1 eine generelle Lärmpegelverminderung von mehr als 10 dBA unter allen getesteten Betriebsbedingungen.
Die Tabelle 2 zeigt, daß in der unbehandelten Kabine die auf die Zeit bezogenen Lärmeinwirkungsstandards der MSHA-Tabelle G-16 nicht erfüllt werden. Bei einem durchschnittlichen Geräuschpegel von etwa 101 dBA in der unbehandelten Kabine kann die Bedienungsperson lediglich etwa 1,75 Stunden Arbeitszeit in der Kabine verbringen, um die Bedingungen des Standards zu erfüllen. Nach der erfindungsgemäßen Behandlung der Kabine jedoch kann selbst die Einwirkung einer vollen 8-Stunden- Arbeitsschicht auf die Bedienungsperson lediglich 61% des maximalen MSHA-Geräsuchstandards erfüllen.
Offensichtlich kann die obige Beschreibung und die Beispiele innerhalb des wesentlichen Erfindungsgedankens verändert werden. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße akustische Laminat- Konstruktion "kosmetische", Abnutzungs- und akustisch funktionelle Schichten zusätzlich zu den oben offenbarten wesentlichen Schwerschaum- und Polymer-Schwerschichten enthalten.
Die Erfindung betrifft eine flexible akustische Laminat-Konstruktion, die in lärmausgesetzten Räumen verwendet werden kann, um den Lärm im Inneren zu dämpfen. Die erfindungsgemäße Konstruktion findet insbesondere Verwendung als Kabinenverkleidung für Kabinen oder Mannschaftsführerstände im Schwerbau, Industrie, Bergbau und Transportgeräten verschiedener Typen.

Claims (13)

1. Schallschluckende Laminat-Konstruktion aus Polymerschaum, gekennzeichnet durch
  • (A) eine erste Schicht (1) mit einer Dicke von mindestens 0,5 cm, die aus einer flexiblen Polymer- Schaum-Zusammensetzung gebildet wird und einen Verlustfaktor η von mindestens 0,4 bei 25°C und eine Erregungsfrequenz von 100 Hz aufweist,
  • (B) eine zweite Schicht (2), die aus einer flexiblen Polymer- Schaum-Zusammensetzung gebildet wird und eine Oberflächen- Dichte von mindestens etwa 0,008 g/cm² aufweist,
wobei die Eigenresonanz-Frequenz der gesamten Laminat-Konstruktion nicht größer als etwa 1000 Hz ist.
2. Laminat-Konstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß η mindestens 0,6 ist.
3. Laminat-Konstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenresonanz-Frequenz nicht größer als etwa 500 Hz ist.
4. Laminat-Konstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (1) eine erste Unterschicht (1 a) und eine zweite Unterschicht umfaßt, wobei die erste Unterschicht (1 a) eine Vielzahl von im wesentlichen gleichförmig verteilten Öffnungen (4) über deren Dicke aufweist und die zweite Unterschicht (1 b) im wesentlichen ununterbrochen bzw. kontinuierlich ist und einen Verlustfaktor ähnlich der ersten Unterschicht (1 a) hat.
5. Laminat-Konstruktion nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Aggregation der Vielzahl von Öffnungen (4) der ersten Unterschicht (1 a) etwa 50% von deren Gesamtoberfläche beträgt.
6. Laminat-Konstruktion nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschicht (1 a, 1 b) aus hoch plastifiziertem Polyvinylchlorid-Schaummaterial besteht.
7. Laminat-Konstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (1) aus hoch plastifiziertem Polyvinylchlorid-Schaummaterial besteht.
8. Laminat-Konstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächendichte der zweiten Schicht (2) wenigstens etwa 0,016 g/cm² (1,0 lb/ft²) beträgt.
9. Laminat-Konstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (2) von wesentlich geringerer Dicke ist als die erste Schicht (1).
10. Laminat-Konstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (2) aus Polyvinylchlorid mit einer wesentlichen Menge an darin dispergiertem Bariumsulfat-Füllstoff besteht.
11. Verwendung einer Laminat-Konstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 10 für einen schallgedämpften Raum, dadurch gekennzeichnet, daß an seinen Wandoberflächen (3) die Laminat-Konstruktion angebracht wird.
12. Verwendung einer Laminat-Konstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 10 für einen schallgedämpften Raum bzw. Führerstand für Geräte in Schwerindustrie, Bergbau, Konstruktion oder Fahrzeugen, gekennzeichnet durch einen Raum oder Führerstand, der eine oder mehrere Bedienungspersonen aufnehmen kann, wobei an der Innenoberfläche (3) des Raumes die Laminat-Konstruktion befestigt wird.
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