DE10126306A1 - Schalldämpfungssystem mit geringem Gewicht - Google Patents

Schalldämpfungssystem mit geringem Gewicht

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Abstract

Ein Schalldämpfungssystem zur Verwendung in Kraftfahrzeugen umfaßt eine undurchlässige Schicht und eine Unterlage, die an die undurchlässige Schicht angrenzt. Die Unterlage umfaßt eine erste faserartige Lage und eine zweite faserartige Lage. Die Unterlage besitzt einen Luftströmungswiderstand im Bereich von etwa 2 bis etwa 5 mbar (cm/s)·-1·.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Schalldämpfungssy­ steme und insbesondere ein Schalldämpfungssystem, das ein geringes Gewicht besitzt.
Die Verwendung eines durchlässigen Verkleidungsgewebes oder -films auf einem Schallabsorber zur Verbesserung seines niederfrequenten Ansprechvermögens ist aus der Literatur und aus zahlreichen kommerziellen Anwendungen, insbesondere im Gebiet der Bautechnik, bekannt. Kürzlich ist dieses Konzept auf Schalldämpfungsprodukte in Kraft­ fahrzeugen angewendet worden. Diese Anordnungen zeigen zwar im Vergleich zu einem Doppelwandsystem einen verbes­ serten Schalldurchlaßverlust im Bereich mittlerer Fre­ quenzen, sie zeigen jedoch typischerweise bei höheren Frequenzen einen niedrigeren Schalldurchlaßverlust. Außerdem kann eine poröse Oberfläche einige praktische Probleme verursachen. Wenn ein Schallabsorber mit einer wasserdurchlässigen Verkleidung auf dem Boden eines Kraftfahrzeugs angebracht wird, kann Wasser eindringen, was die Entstehung von Schimmel und Gerüchen in der Unterlage sowie in einigen Fällen ein Rosten des Boden­ blechs hervorrufen kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Schalldämpfungssystem zu schaffen, das in einem weiten Frequenzbereich einen ausreichend hohen Schalldurchlaß­ verlust aufweist und dennoch die Nachteile herkömmlicher Schalldämpfungssysteme nicht besitzt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Schalldämpfungssystem nach Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird ein Teppich mit Geräuschdämpfungseigenschaften zur Verwendung in Kraft­ fahrzeugen geschaffen. Ein solcher Teppich ist in An­ spruch 9 definiert.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Geräuschdämpfungssystem zur Verwendung in Kraftfahrzeugen geschaffen, das die im Anspruch 17 angegebenen Merkmale besitzt.
Gemäß einem nochmals weiteren Merkmal wird eine verbes­ serte Schallbarriere geschaffen, in die kein Wasser eindringen kann.
Erfindungsgemäß wird ein Schalldämpfungssystem geschaf­ fen, das eine wasserundurchlässige Schicht und eine Unterlage umfaßt. Die Unterlage grenzt an die undurchläs­ sige Schicht an und enthält eine erste faserartige Lage und eine zweite faserartige Lage. Die erste faserartige Lage besitzt eine Dichte, die niedriger als die Dichte der zweiten faserartigen Lage ist. Die Unterlage besitzt einen Luftströmungswiderstand zwischen etwa 2 und etwa 5 mBar(cm/s)-1.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut­ lich beim Lesen der folgenden Beschreibung einer bevor­ zugten Ausführungsform, die auf die Zeichnung Bezug nimmt, worin
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines akustischen Sy­ stems der Erfindung zeigt.
Fig. 1 zeigt ein System 10 zur Geräuschdämpfung in Kraft­ fahrzeugen. Das System 10 umfaßt eine wasserundurchlässi­ ge Schicht 12 mit verhältnismäßig geringem Gewicht und eine Unterlage 14.
Die Unterlage 14 grenzt an die undurchlässige Schicht 12 an und umfaßt eine erste oder lockere faserartige Lage 16 und eine zweite oder komprimierte faserartige Lage 18. In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten beide Schich­ ten 16 und 18 recycelte Vliesfasern, die entflust und gekämmt worden sind, um eine ungerichtete Matrix oder einen ungerichteten Faserflor zu erzeugen. Die beiden Lagen 16 und 18 besitzen vorzugsweise eine Oberflächen­ dichte zwischen etwa 500 g/m2 und etwa 1400 g/m2.
Zwischen den Lagen 16 und 18 ist vorzugsweise eine halb­ durchlässige Schicht 20, die einen schmelzbaren Kunst­ stoffilm oder ein Zellulosefilter-Scrim mit wärmehärtba­ rem Klebstoff umfaßt, angeordnet, um einen zusätzlichen Luftströmungswiderstand zu schaffen und um die Haftung der Schichten aneinander zu unterstützen. Wenn ein Scrim verwendet wird, besitzt der Werkstoff vorzugsweise eine Oberflächendichte im Bereich von etwa 44 g/m2. Angrenzend an die undurchlässige Schicht 12 kann ferner eine Zier­ schicht 22 wie etwa ein Teppich oder ein Verkleidungsge­ webe vorgesehen sein.
Um das Schalldämpfungssystem 10 herzustellen, werden zunächst vorzugsweise die Lagen 16 und 18 mit angenähert gleichen Dicken in einem Ofen wärmegehärtet. Dann wird eine der Lagen 16 oder 18 an die halbdurchlässige Schicht 20 geklebt, ferner wird diese Kombination an die andere Schicht 18 oder 16 geklebt. Das sich ergebende Laminat wird während etwa 30 bis 40 Sekunden auf etwa 200 bis etwa 230°C erwärmt und dann in eine gekühlte Form einge­ setzt. Wenn die Form geschlossen wird, werden die Schich­ ten 16 und 18 unterschiedlich komprimiert. Die Verklei­ dung 22, die zunächst mit der undurchlässigen Schicht 12 aus einem Polyethylen mit 200 bis 500 g/m2 bis zu einer Dicke von weniger als 1 mm und vorzugsweise etwa 0,1 mm beschichtet wird, wird anschließend an die Unterlage 14 angeklebt, indem die undurchlässige Schicht 12 bis in die Nähe ihres Schmelzpunkts erwärmt wird, woraufhin sie in eine Kühlform umgeladen wird, in der die Unterlage 14 angeordnet worden ist.
Im Endprodukt besitzt die Unterlage 14 vorzugsweise eine Gesamtdicke von 10 bis 25 mm, wobei die zweite oder komprimierte Schicht 18 etwa 3 mm dieser Dicke ausmacht. Die sich ergebende Dichte ist höher als diejenige der ersten oder lockeren Lage 16. In dieser Konfiguration besitzt die Unterlage 14 einen bestimmten Luftströmungs­ widerstand zwischen etwa 2 und etwa 5 mBar(cm/s)-1 und vorzugsweise zwischen etwa 2, 5 und 4, 5 mBar (cm/s)-1. Das System 10 kann auf ein Blech 24 des Kraftfahrzeugs so aufgebracht werden, daß die lockere Lage 16 an das Metall angrenzt und die komprimierte Lage 18 an die undurchläs­ sige Schicht 12 angrenzt.
Die Erfindung stellt gegenüber dem Stand der Technik eine Verbesserung dar. Sie modifiziert die Konstruktion, um eine bessere Leistung in einem weiten Frequenzbereich zu schaffen, und beseitigt die typischen physikalischen Mängel. Der Schalldurchlaßverlust dieses Systems ist gegenüber einem typischen schweren Barrierensystem im Bereich mittlerer Frequenzen von etwa 200 bis 1000 Hz deutlich verbessert und auch im Bereich hoher Frequenzen mit einem schweren Barrierensystem im wesentlichen äqui­ valent. Diese Ergebnisse waren anhand der Erfahrung mit früheren Systemen mit geringem Gewicht nicht zu erwarten. Alle anderen Systeme mit geringem Gewicht zeigen eine deutliche Abnahme des Durchlaßverlusts bei höheren Fre­ quenzen. Ferner ist das System 10 vorzugsweise vollstän­ dig aus thermoplastischen Werkstoffen gebildet, so daß es vollständig recycelt werden kann.
Die Erfindung ist besonders auf Böden von Kraftfahrzeugen anwendbar, sie hat jedoch auch andere Geräuschdämpfungs­ anwendungen sowohl in Fahrzeugen als auch in Gebäuden. In einigen dieser Anwendungen, etwa bei Armaturenbrett- Isolatoren für Kraftfahrzeuge, ist ein Teppich nicht notwendig. Der Entwurf der undurchlässigen Schicht er­ laubt eine Anpassung der Schalldämpfungseigenschaften der Konstruktion an den Durchlaßverlust und/oder die Schall­ absorption in bestimmten Frequenzbereichen.
Obwohl die Ausführungsformen der Erfindung, die oben gezeigt und beschrieben worden sind, bevorzugte Ausfüh­ rungsformen der Erfindung darstellen, sollen sie die möglichen Ausführungsformen der Erfindung nicht ein­ schränken. Daher soll die obige Beschreibung die Erfin­ dung selbstverständlich nicht einschränken, vielmehr sind verschiedene Änderungen innerhalb des Umfangs der Erfin­ dung und des Erfindungsgedankens möglich.

Claims (17)

1. Schalldämpfungssystem,
gekennzeichnet durch
eine wasserundurchlässige Schicht (12),
eine Unterlage (14), die an die undurchlässige Schicht (12) angrenzt und eine erste faserartige Lage (16) und eine zweite faserartige Lage (18) umfaßt, wovon die erste (16) eine Dichte besitzt, die geringer als die Dichte der zweiten (18) ist, wobei die Unterlage (14) einen bestimmten Luftströmungswiderstand zwischen etwa 2 und etwa 5 mBar(cm/s)-1 besitzt, und
eine halbdurchlässige Schicht (20), die zwischen der ersten und der zweiten faserartigen Lage (16, 18) angeordnet ist.
2. Akustisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die halbdurchlässige Schicht (20) einen Film umfaßt.
3. Akustisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste faserartige Lage (16) eine Oberflächendichte zwischen etwa 500 g/m2 und etwa 1400 g/m2 besitzt.
4. Akustisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite faserartige Lage (18) eine Oberflächendichte zwischen etwa 500 g/m2 und etwa 1400 g/m2 besitzt.
5. Akustisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite faserartige Lage (18) an die undurchlässige Schicht (12) angrenzt.
6. Akustisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite faserartige Läge (18) ein Verbundwerkstoff ist.
7. Akustisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Unterlage (14) zwischen der undurchlässigen Schicht (12) und einer Geräuschquelle befindet.
8. Akustisches System nach Anspruch 1, gekennzeich­ net durch eine Zierschicht (22), die an die undurchlässi­ ge Schicht (12) angrenzt.
9. Teppich mit Geräuschdämpfungseigenschaften zur Verwendung in Kraftfahrzeugen,
gekennzeichnet durch
eine wasserundurchlässige Schicht (12) und
eine Unterlage (14), die an die undurchlässige Schicht (12) angrenzt und eine erste faserartige Lage (16) sowie eine zweite faserartige Lage (18) umfaßt, wovon die erste (16) eine Dichte besitzt, die geringer als die Dichte der zweiten (18) ist, wobei die Unterlage (14) einen bestimmten Luftströmungswiderstand zwischen etwa 2 und etwa 5 mBar(cm/s)-1 besitzt.
10. Teppich nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine halbdurchlässige Schicht (20), die zwischen der ersten und der zweiten faserartigen Lage (16, 18) ange­ ordnet ist.
11. Teppich nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die halbdurchlässige Schicht (20) einen Film umfaßt.
12. Teppich nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten faserartigen Lagen (16, 18) jeweils eine Oberflächendichte zwischen etwa 500 g/m2 und etwa 1400 g/m2 besitzen.
13. Teppich nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite faserartige Lage (18) an die undurchlässi­ ge Schicht (12) angrenzt.
14. Teppich nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite faserartige Lage (18) ein Verbundwerkstoff ist.
15. Teppich nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Unterlage (14) zwischen der undurchlässigen Schicht (12) und einer Geräuschquelle befindet.
16. Teppich nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste Lage (16) zwischen der zweiten Lage (18) und einer Geräuschquelle befindet.
17. System zur Geräuschdämpfung in Kraftfahrzeugen,
gekennzeichnet durch
eine undurchlässige Schicht (12) und
eine Unterlage (14), die an die undurchlässige Schicht (12) angrenzt und eine erste faserartige Lage (16), eine zweite faserartige Lage (18) und eine halb­ durchlässige Schicht (20) umfaßt, wobei die erste Lage (16) eine Oberflächendichte zwischen etwa 500 g/m2 und etwa 1400 g/m2 besitzt und die zweite Lage (18) eine Oberflächendichte zwischen etwa 500 g/m2 und etwa 1400 g/m2 besitzt, wobei die Unterlage (14) einen be­ stimmten Luftströmungswiderstand zwischen etwa 2 und etwa 5 mBar (cm/s)-1 besitzt.
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