DE2742768A1

DE2742768A1 - Vorrichtung zur absorption von bordgeraeuschen

Info

Publication number: DE2742768A1
Application number: DE19772742768
Authority: DE
Inventors: Bengt Roland Johansson
Original assignee: ANTIPHON AB
Current assignee: ANTIPHON AB
Priority date: 1976-10-12
Filing date: 1977-09-22
Publication date: 1978-04-13
Also published as: FR2368111B1; IT1087682B; US4253543A; SE404051B; GB1574487A; NL7711092A; DE2742768C2; BE859596A; FR2368111A1; SE7611288L

Description

HOFFMANN · JEITLia «& PARTNER

PATENTANWÄLTE 2 7 A 2 7 6 8

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) ■ DlPL.-ING. W.EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · Dl Pl.-ING. W. LEHN

DIPl.-ING. K. FOCHSlE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABEUASTRASSE 4 (STERNHAUS) . D-βΟΟΟ MO NCH EN βΐ · TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29419 (PATHE)

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Antiphon AB,
Sundbyberg 6 / Schweden

Vorrichtung zur Absorption von Bordgeräuschen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur
Absorption von Bordgeräuschen mit einer steifen, luftdurchlässigen und selbsttragenden Tragschicht und einer darauf aufgebrachten flexiblen, luftundurchlässigen Membran.

Die Vorrichtung ist prinzipiell dazu bestimmt, an der Innenseite eines Motorraumes von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen mittels Abstandhalter befestigt zu werden. Jedoch kann die
Vorrichtung ebenso für die Absorption von Rordneräuschen in Verbindung mit anderen Gegenständen, wie beispielsweise Gehäuse auf oder um Maschinen, verwendet werden. Als Vorrichtung für die Absorption von Bordgeräuschen an der Innenseite von Motorgehäusen

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oder Maschinengehäusen wird oft eine aus Mineralwolle oder Kunststoffschaum bestehende poröse, flexible Schicht verwendet. Um ein Eindringen von Strömungsmitteln, wie Öl und Wasser, in die poröse Schicht zu verhindern und die Vorrichtung reinigungsfähig zu machen, wird gewöhnlich auf die Oberfläche der porösen Schicht eine Kunststoffolie aufgetragen. Um jede merkliche Abnahme der Geräuschabsorptionsbzw. Dämpfeigenschaften zu verhindern, sollte die Kunststofffolie dünn sein und lose auf der porösen Schicht liegen.

Wegen der Tatsache, daß die Folie dünn und die poröse Schicht flexibel ausgebildet ist, ist die Vorrichtung empfindlich gegen mechanische Stoßeinwirkung. Es besteht ein großes Risiko hinsichtlich des Brechens der Folie. Daher ist es üblich, die Folie durch Montage einer perforierten, geräuschdurchlässigen, starren Platten vor derselben zu schützen. Um nicht eine zu komplizierte Installation zu erhalten, liegt die perforierte, starre Platte gewöhnlich auf der Folie, was bedeutet, daß die Folie nicht frei unter Einwirkung von Schallwellen vibrieren kann. Dies resultiert in einer Abnahme der Schallabsorptionsqualität in der Vorrichtung. Eine auf diese Weise konstruierte Vorrichtung wird außerdem teuer sein und ein erhebliches Maß an Installation bzw. Montagearbeit erfordern.

Da die porösen Schichten flexibel sind, müssen sie auf der davor befindlichen Schall- bzw. Geräuschreflektionswand befestigt sein. Dabei kann ein Kleben oder eine relativ teuere Befestigung mit mechanischen Befestigungsmitteln vorgenommen werden. Kleben resultiert oft in einer beschwerlichen Anbringung. In vielen Fällen geben die Klebstoffe für die Gesundheit gefährliche Gase ab. Manchmal wird zum Beispiel ein Kunststoffschaum verwendet, der mit einer durch Papier geschützten selbstkle-

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benden Klebschicht versehen ist. Das Schutzpapier wird vor der Anbringung auf die Vorrichtung beseitigt. Dies bedeutet eine einfachere Montageweise. Jedoch muß die Oberfläche, auf die die Vorrichtung aufgebracht wird, sehr gut gereinigt sein. Der Reinigungsvorgang stellt jedoch einen teueren Vorgang dar.

Um eine gute Schallabsorption bei niedrigen Frequenzen zu erreichen, muß die poröse Schicht ziemlich dick, gewöhnlich dicker als 50 mm sein. Daraus ergibt sich ein hoher Materialverbrauch, welcher für die Vorrichtung hohe Kosten verursacht.

Es wurden bereits Versuche unternommen, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der die vorgenannten Nachteile zumindest teilweise vermieden werden. Solch eine Vorrichtung ist im Schwedischen Patent 202 947 beschrieben. Jedoch ist diese Vorrichtung nicht mit einer undurchlässigen Oberflächenschicht versehen, welche in den meisten Fällen erforderlich ist.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden die im Zusammenhang mit den vorgenannten bekannten Konstruktionen verbundenen Probleme gelöst und eine Vorrichtung zur Absorption von Bordgeräuschen geschaffen, welche eine starre bzw. steife, luftdurchlässige und selbsttragende Tragschicht aufweist, auf die eine flexible, luftundurchlässige Membran aufgebracht ist. Die neue Vorrichtung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchon.

Da die Tragschicht selbsttragend ist, kann die Vorrichtung mit wenigen mechanischen Befestigungselementen angebracht werden.

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Infolge des Luftströmungswiderstandes von weniger als 10000 Pas/m ergeben sich gute Schallabsorptionseigenschaften. Hierzu sollten die erhabenen Teile des Reliefmusters zumindest 80 % der Gesamtoberfläche des Musters betragen. Infolge der Tatsache, daß die flexible Membran auf den erhabenen Teilen des Reliefmusters befestigt ist, kann die Membran frei unter Einwirkung der Schallwellen schwingen bzw. vibrieren, was für gute Schallabsorptionseigenschaften wichtig ist. Für die guten Schallabsorptionseigenschaften dient auch ein Flächengewicht

2 der flexiblen Membran von weniger als 2 kg/m . Zum selben Zweck sollte die Größe der freien Flächen der Membran nicht weniger

als 1 cm betragen. In den meisten Fällen ist ein Kunststofffilm als flexible Membran geeignet.

Da die Tragschicht starr ausgebildet ist, dient sie ebenso als mechanischen Anschlag bzw. als mechanische Stütze, wenn auf die Membran mechanische Stöße aufgebracht werden. Die Vorrichtung kann daher beträchtlich mehr einer Beschädigung widerstehen als eine Vorrichtung mit einer flexiblen, porösen Schicht 'und einer darauf aufgebrachten Membran. Dies bedeutet, daß in den meisten Fällen entsprechend der Erfindung ein zusätzlicher mechanischer Schutz unnötig ist.

Wie bereits zuvor erwähnt wurde, ist die Vorrichtung dazu bestimmt, vor einer Schallreflektionsflache und im Abstand von dieser befestigt zu werden, was bedeutet, daß zwischen der Rückseite der Tragschicht und der Schallreflektionsflache ein Luftzwischenraum gebildet wird. Um einen solchen Zwischenraum zwischen der Vorrichtung und der Schallreflektionsflache zu erhalten, werden Abstandhalter mit einer Länge zwischen 5 und 100 mm verwendet. Durch Veränderung der Länge der Abstandhalter kann die gesamte Vorrichtung an verschiedene Frequenzbereiche des Schalls bzw. der Geräusche angepaßt werden. Weiterhin hat die Vorrichtung ein geringes Gewicht und erfordert einen ge-

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geringen Materialverbrauch. In einigen Fällen können die Tragschicht und die Abstandhalter einstückig ausgebildet sein.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in den beigefügten Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilschnittansicht einer spezifischen

Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Teilansicht eines anderen Ausschnitteiis derselben Vorrichtung wie in Fig. 1,

Fig. 3-7 Kurvenbilder des unterschiedlichen Geräuschabsorptionsfaktors o( in Abhängigkeit von der Frequenz, wenn verschiedene Veränderliche verändert werden.

So ist in Fig. 3 dargestellt, wie die Gerauschabsorptionskurve durch Veränderung des Prozentsatzes der Oberfläche der Tragschicht, die von höheren Teilen besetzt ist, beeinflußt wird. Fig. 4 erläutert, wie die Gerauschabsorptionskurve durch den Abstand der Membran und der Tragschicht beeinträchtigt wird. Fig. 5 zeigt, wie die Gerauschabsorptionskurve durch Veränderung des Luftspaltes zwischen der Tragschicht und der Geräuschreflektionsflache beeinflußt wird. Fig. 6 zeigt den Einfluß der Größe der freien Oberflächen der Membran auf die Gerauschabsorptionskurve. Fig. 7 zeigt, wie das Flächengewicht der Membran die Gerauschabsorptionskurve beeinflußt. Fig. 8 und 9 schließlich zeigen die bei der Verwendung der Vorrichtung entsprechend den Beispielen 2 und 3 erhaltenen Geräuschabsorptionskurven.

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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung weist entsprechend Fig. 1 und 2 eine starre, luftdurchlässige und selbsttragende Tragschicht 1 mit einer flexiblen, luftundurchlässigen Membran 2 auf, die fest beispielsweise durch Kleben aufgebracht ist. Eine Oberfläche der Tragschicht 1 ist mit einem Reliefmuster versehen, welches durch Einpressen von Ausnehmungen in Form von Quadraten erreicht wird. Die Membran 2 liegt auf erhabenen Teilen 3 des Reliefmusters der Tragschicht 1 auf. So ist zwischen der flexiblen Membran 2 und den tiefer liegenden Teilen 5 ein Luftspalt 4 ausgebildet. Wie sich eindeutig aus Fig. 1 ergibt, ist die Vorrichtung im Abstand von einer Geräuschreflektionsfläche 6 mittels eines Abstandstützelementes 7 auf solche Weise befestigt, daß zwischen der Rückseite der Tragschicht 1 und der Geräuschreflektionsflache 6 ein Luftspalt 8 ausgebildet ist.

Beispiel 1

Auf einer 10 mm selbsttragenden Platte aus gepreßten und gezogenen Lumpen mit einem Luftströmungswiderstand von ungefähr 2500 Pas/m wurde eine aus Karton oder Pappe hergestellte Schicht mit einem Reliefmuster geklebt. Die Dicke der Schicht betrug 1,6 mm. Von dieser Schicht wurde auf solche Weise Mate-

2 rial entnommen, daß Löcher mit einem Bereich von 14,5 cm in Form eines Kreissektors ausgebildet wurden. Die verbleibenden Teile des Materials nahm 26 % der Total-Fläche des Musters ein. Auf den verbleibenden höher liegenden Teilen wurde eine 0,05 mm dicke Folie aus Polyvinylchlorid und mit einem Flächen-

gewicht von 70 g/m" geklebt. Die vollständige Vorrichtung wurde in verschiedenen Abständen zur Geräuschreflektionsflache befestigt, woraufhin die Bordgeräuschabsorption gemessen wurde. Das Ergebnis ist in Fig. 5 dargestellt.

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Beispiel 2

Die Vorrichtung entsprechend Beispiel 1 wurde aufgebaut.

Jedoch bestanden die Löcher der das Reliefmuster bildenden

2 Schicht aus Quadraten mit einem Bereich von 9 cm , wobei der verbleibende Bereich 54 % des Total-Bereiches des Musters einnahm. Diese Vorrichtung wurde 40 mm vor einer Geräuschreflektionsfläche befestigt, woraufhin die Bordgeräuschabsorption gemessen wurde. Das Ergebnis ist in Fig. 8 dargestellt.

Beispiel 3

Es wurde eine Vorrichtung gemäß Beispiel 1 aufgebaut. Die starre Tafel bestand jedoch aus 8 mm dickem, gepreßtem Filz mit einem Luftströmungswiderstand von ungefähr 880 Pas/m. Diese Vorrichtung wurde in einem Abstand von 27 mm vor eine Geräuschreflektionsflache befestigt, woraufhin die Bordgeräuschabsorption gemessen wurde. Das Ergebnis ist in Fig. dargestellt.

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L e e r s e i t e

Claims

HOFFMANN · JTJ. ΠΛΰ dt PAKTNER

PATENTANWÄLTE Z / H £ / 0

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197«) · D I Pl.-I NG. W. E ITLE · D R. R E R. NAT. K. H O F FM AN N · D I PL.-1 N G. W. LE H N

DIPl.-ING. K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELIASTRASSE 4 (STERNHAUS) · D-8000 MO N C H E N 81 · TE LE FO N (089) 911087 · TE LE X 05-29619 (PATH E)

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Antiphon AB,
Sundbyberg 6 / Schweden

Patentansprüche

Vorrichtung für die Absorption von Bordgeräuschen mit einer steifen, luftdurchlässigen und selbsttragenden Tragschicht und einer darauf aufgebrachten flexiblen, luftundurchlässigen Membran, dadurch gekennzeichnet , daß die Tragschicht (1) einen Luftströmungswiderstand von weniger als lOOOO Pas/m hat, daß die Schicht (1) eine Dicke von 1-60 mm, vorzugsweise 5 - 2O mm aufweist, daß zumindest eine Fläche der Schicht mit einem Reliefmuster versehen ist, daß die ein

2 Flächengewicht von weniger als 2 kg/m aufweisende flexible Membran (2) durch Kleben oder dergleichen Verfahren auf solche Weise fest auf die Tragschicht (1) aufgebracht ist, daß die Membran (2) auf den erhabenen Teilen (3) des Reliefmusters der Tragschicht (1) aufliegt, daß zwischen der flexiblen Membran (2) und den tiefer liegenden Teilen (5) des Reliefmusters ein

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Luftspalt (4) gebildet ist und daß die Vorrichtung beispielsweise durch Abstandstützelemente (7) im Abstand von einer Geräuschreflektionsflache (6) befestigt ist, wodurch zwischen der Rückseite der Tragschicht (1) und der Geräuschreflektionsfläche (6) ein Luftzwischenraum (8) gebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragschicht (1) aus gepreßten, gezogenen Lumpen, einer Platte aus Mineralwolle, gesinterten Kunststoffkugeln, gesinterten Metallkugeln oder starrem Kunststoffschaum mit hauptsächlich offenen Zellen besteht.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Reliefmuster der Tragschicht (1) durch Eindrücken von Ausnehmungen, z.B. in geometrischer Form wie Quadrate, Kreise oder Dreiecke, gebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die höher liegenden Teile (3) des Reliefmusters der Tragschicht (1) durch Aufbringen von einer oder mehreren getrennten, ein Muster bildenden Schichten auf der Oberfläche der Tragschicht (1) gebildet werden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die das Muster bildende Schicht aus einem gegenüber der Tragschicht (1) unterschiedlichen Material besteht.
6· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e kenn* pichnet, daß die höchsten Teile (5) des Reliefmusters der Tragschicht (1) zumindest 80 % der Gesamtfläche des Musters bilden.

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7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Tiefe des Reliefmusters 0,05 - 20 mm, vorzugsweise 0,5 - 5 mm, beträgt, wobei der Luftspalt zwischen der Membran (2) und den tiefer liegenden Teilen (5) des Reliefmusters dieselbe Tiefe einnehmen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die flexible Membran (2) aus Polyurethan, Polyäthylen, Polypropylen, Polyester, Polyamid, Polyvinylchlorid, Polyvinylfluorid, Polycarbonat oder PoIyoxymethylen besteht.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die flexible Membran (2) durch Kleben auf die Tragschicht (1) aufgebracht ist, wobei der Klebstoff auf alle oder einige der erhabenen Teile (3) des Reliefmusters der Tragschicht (1) aufgebracht ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Länge der Abstandstützelemente (7) 5 - 100 mm beträgt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Tragschicht (1) und die Abstandstützelemente (7) einstückig ausgebildet sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß diese auf der Innenseite des Motorraumes von Fahrzeugen, vorzugsweise Kraftfahrzeugen, mittels Abstandstützelemente aufgebracht ist.

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