EINRICHTUNG ZUM ABSORBIEREN UND/ODER DÄMPFEN VON SCHALLWELLEN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Absorbieren und/oder Dämpfen von Schallwellen mit einem Schallwellen dämpfenden und/oder dämmenden Kammersystem der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Gattung.

[0002] Eine derartige Einrichtung mit Aluminium-Resonanzkammern in Form von Honigwaben ist bereits bekannt (WO 94/26994).

[0003] Ferner sind Absorbereinrichtungen aus Aluminium bekannt (EP-A-0557 597. Dabei werden zwei Aluminiumaußenschichten durch einen sägezahnähnlich gebogenen Abstandhalter aus Aluminium im Abstand voneinander gehalten.

[0004] Darüber hinaus ist es bekannt (DE-A-3 313 001), eine außen gewellte poröse Schaumstoffschicht aus Kunststoff mit einer 30 µm dünnen Folie aus schweißbarem Kunststoff abzudecken. Dabei wirkt die poröse Grundschicht bei höheren Frequenzen als Schallabsorber, während bei niedrigeren Frequenzen die Folie als Membranabsorber wirksam ist.

[0005] Ferner sind andere Einrichtungen mit Schallwellen dämpfenden und/oder dämmenden Systemen bekannt (EP-0 454 949 A2, DE-GM 92 15 132), bei denen poröser Faservliesstoff oder offenporiger Schaumstoff aus insbesondere Polypropylen derart geformt ist, daß zusammen mit einer Trägerschicht oder der Motorhaube sogenannte Helmholtzresonatoren gebildet werden. Bei einer dieser Ausführungen wird das aus Polyurethan gebildete Kammersystem durch je eine Polyurethanfolie abgedeckt, welche sich entlang der die Kammern bildenden Schaumstoffwände hinzieht.

[0006] Auch ist es bekannt (DE-OS 36 01 204), Packungen aus Kunststoff fasermaterial und anorganischem thermisch hochbelastbarem Fasermaterial aus beispielsweise Basaltsteinwolle als geräuschdämmende Verkleidung für den Motorraum von Kraftfahrzeugen zu formen und diese Packungen an der zum Motor weisenden Seite teilweise mit einer die Wärmestrahlung reflektierenden Aluminiumfolie zu kaschieren.

[0007] Schließlich ist es bekannt (EP-0 439 046 A2, GB-PS 482 747), Aluminiumbleche an den Außenseiten von Packungen gewellter Metallschichten anzubringen, um reflektierende Hitzeschilde für Flammen ausgesetzte Bauteile herzustellen.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung der eingangs genannten Gattung mit einfachen Mitteln dahingehend zu verbessern, daß sie trotz einfacher Herstellbarkeit möglichst weit an Schall- und gegebenenfalls Wärmequellen herangeführt werden kann und dennoch langzeitig gute akustische Dämm- und Dämpfeigenschaften aufweist. Darüber hinaus soll das für die Einrichtung verwendete Material möglichst günstig recyclebar bzw. entsorgbar sein, ohne die Umwelt zu beeinträchtigen.

[0009] Die Erfindung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet. In Unteransprüchen sind bevorzugte Ausbildungen beansprucht. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung und den darauf gerichteten Zeichnungen.

[0010] Bei der Erfindung besteht die dünne schwingfähige Schicht aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung einer Schichtdicke zwischen 0,004 und 0,35 mm; bevorzugt zwischen 0,0045 und 0,020 mm. Es hat sich nämlich gezeigt, daß trotz der Verwendung eines gegenüber zahlreichen für Abdeckfolien verwendeten Kunststoffen wesentlich starreren Materials, hier Aluminium, eine solche dünne Aluminiumschicht die oben genannte Aufgabe dann löst, wenn sie schwingfähig ausgebildet und angeordnet ist. Unter "Schwingfähigkeit" wird hier das Vermögen verstanden, bei Auftreffen von Schallwellen Schwingungen auszuführen, deren Amplituden auch davon abhängen, welche Schwingungsfreiheitsgrade die Aluminiumfolie zwischen denjenigen Teilen aufweist, an denen sie sich abstützt. Die "dünne Schwingfolie" überträgt Luftschallwellen, die auf eine Seite derselben auftreffen, in den Luftraum auf der anderen Seite derselben, selbst wenn sich hierbei der "Schalldruck" vermindert, was schließlich gleichfalls für die akustische Dämpfung vorteilhaft ist.

[0011] Die dünne schwingfähige Aluminiumschicht deckt ein System von Resonanzkammern nach dem sogenannten Helmholtzprinzip ab. An der dem Schallwelleneinfall abgewandten Seite ist die dünne Schicht mit einer dünnen thermoplastischen Schicht überzogen.

[0012] Für besondere Schallwellenfrequenzspektren kann die Aluminiumfolie auch mindestens teilweise gelocht sein.

[0013] Die Baueinheit aus dem insbesondere schalenartigen Träger und den stegförmigen Abstandhaltern besteht bevorzugt aus GMT (glasfaserverstärktem Thermoplast) . Sie kann im Spritzpreßverfahren aber auch durch Tiefziehen hergestellt sein.

[0014] Nach einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist die dünne schwingfähige Aluminiumschicht selbst zu einem Kammersystem durch Tiefziehen verformt.

[0015] Es empfiehlt sich, die dünne Thermoplastschicht an der Aluminiumfolie durch Kaschieren zu applizieren. Die Thermoplastschicht sollte aus Polypropylen (PP) bestehen (auch Polyester, Polyethylen oder dergleichen wären geeignet). Es empfiehlt sich eine Schichtdicke derselben im Bereich derselben Schichtdickengrößenordnung wie die dünne Aluminiumschicht. Eine solche Aluminium-Thermoplast-Verbundschicht läßt sich günstig tiefziehen, behält jedoch dennoch eine ausreichende Schwingfähigkeit beim Auftreffen von Schallwellen bei.

[0016] Die Aluminiumfolie kann auch einen porösen Aluminiumkörper beispielsweise ein Aluminiumfaservlies abdecken; wichtig ist, daß die dünne Aluminiumschicht dabei ihre Schwingfähigkeit nicht verliert, selbst wenn diese durch das Faservlies aus Aluminium etwas reduziert wird. Diese "All-Aluminium-Technik" ist vorteilhaft für die Entsorgung.

[0017] Die thermoplastische Kunststoffschicht wird bevorzugt an derjenigen Seite der Aluminiumfolie angeordnet, welche dem Schallwelleneinfall abgewandt ist. Der Thermoplast dieser Kunststoffschicht kann auch als Verbindungsmittel zu der Baueinheit aus insbesondere GMT dienen, mit dem die Einrichtung zu einem Aggregat durch Verschmelzen verbunden wird.

[0018] Die erfindungsgemäße schwingfähige Aluminium-Thermoplast-Verbundschicht hat sich im übrigen auch vorteilhaft erwiesen beim Ankleben an die dem Motorraum zugewandte Oberfläche einer Motorhaube beispielsweise eines Kraftfahrzeugs. Derartige Motorhauben werden durch Schallwellen, die insbesondere der Motor erzeugt, vielfach zu Vibrationen angeregt, wodurch die Motorhaube selbst eine Schallquelle bildet. Durch den Verbund der schwingfähigen Aluminiumfolie über die Thermoplastschicht mit der insbesondere aus Metall bestehenden Motorhaube wirkt die schwingfähige Aluminiumschicht über die Thermoplastschicht auch als dämpfendes Element für die Vibrationen der Motorhaube. Da die Schwingungsfrequenzen der extrem dünnen Aluminiumschicht einerseits und des Blechs der Motorhaube andererseits sich stark unterscheiden, kann die erfindungsgemäße Einrichtung auch ihre Aufgabe als schalldämmendes und gleichzeitig als schalldämpfendes Bauelement erfüllen.

[0019] In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1

einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung;

Figur 2

einen vergrößerten Querschnitt durch eine Aluminium-Thermoplast-Verbundfolie und

Figur 3

ein Kraftfahrzeug in Seitenansicht mit teilweise aufgebrochenem Motorraum.

[0020] Gemäß Figur 1 ist der Träger 4 als eine Trägerschale wannenförmig ausgebildet; sie besteht z.B. aus GMT und ist z.B. im Tiefziehverfahren vorfabriziert. Von der Innenseite 4a der Trägerschale ziehen sich plattenförmige Abstandhalter 14 im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Trägerschale bis zu derjenigen Stelle hin, an der sie zur Abstützung der darübergespannten schwingfähigen dünnen Aluminiumschicht 1 einer Schichtdicke von 0,1 mm dienen.

[0021] Diese ist innen, dem Träger 4 zugewandt, z.B. gemäß Figur 2 mit einer Thermoplastschicht 8 aus Polypropylen beschichtet und mit den Rändern 4b des schalenförmigen Trägers 4 sowie mit den freien Enden 14a der stegförmigen Abstandhalter 14 verschweißt (thermisch) oder verklebt. Dabei ist die membranartige Schicht 1 straff gespannt. Zwischen der Trägerschale und der Schicht 1 werden Resonanzkammern 2 gebildet. Die Abstandhalter 14 bestehen aus dem gleichen Material wie die Trägerschale und sind mit dieser einstückig, beispielsweise im Spritzpreßverfahren, hergestellt. Durch Wahl der Größe der Resonanzkammern und daher auch Größe der schwingfähigen Teile der Aluminiumfolie 1 kann die Schallabsorption über ein breites Frequenzspektrum ausgedehnt werden.

[0022] Bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 3 ist der Träger 4 als Schale geformt, die beispielsweise eine Kfz-Trennwand oder ein Armaturenbrett bildet. An einer Seite des Trägers 4 ist ein Kammersystem zum Schallabsorbieren der vom Motorraum einfallenden Schallwellen angeordnet, indem eine Aluminium-Thermoplast-Verbundfolie 1a in der schematisch dargestellten Weise tiefgezogen und zusätzlich mit einer Aluminiumfolie 1, die wiederum mit einer Thermoplastfolie kaschiert sein kann, überzogen ist. Hierdurch wird ein System gebildet, das Resonanzen in den Kammern 2 erzeugt. Dadurch, daß auch die Aluminium-Thermoplast-Verbundfolie 1a schwingfähig ist, wird die Breitbandigkeit noch weiter verbessert.

[0023] Gemäß Figur 3 ist ein Kammersystem 11 an der dem Motorraum 12 zugewandten Seite der Trennwand 7 zwischen Motorraum 12 und Fahrgastraum 13 eines Kraftfahrzeugs 5 angeordnet. Außerdem ist an der Unterseite der Motorhaube 6 ein Verbundsystem 10 angeklebt, das aus einer Aluminiumfolie 1 und einer aufkaschierten Folie 8 aus dem Kunststoff PP besteht. Dabei ist die Aluminiumfolie 1 an der freien Seite dem Motorraum 12 zugewandt, während die Thermoplastfolie 8 an der Seite die Verbindungsschicht zum Blech der Motorhaube 6 herstellt, so daß ein Schwingungssystem der Aluminiumfolie 1 einerseits und des Blechs der Motorhaube 6 andererseits, jedoch mit völlig unterschiedlichen Schwingungsfrequenzen entsteht, was im Ergebnis zu einer Dämpfung von Vibrationen der Motorhaube 6 im Sinne eines "Entdröhnens" führt. Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Dämpfungs- und Dämmeinrichtungen 10 und 11 besteht unter anderem darin, daß diese sehr weit an die gleichzeitig eine Wärmequelle dienenden Motoraggregate herangebracht werden können, wodurch ein erheblicher Raumgewinn erzielt wird, ohne daß die Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Schalldämpfungsund Schalldämmungseinrichtungen auch bei größerer Hitzeentwicklung beeinträchtigt wird.

Ansprüche

1. Einrichtung zum Absorbieren und/oder Dämpfen von Schallwellen mit einem Schallwellen dämpfenden und/oder dämmenden Kammersystem (11) und mit einer dünnen Schicht (1), die an der dem Schallwelleneinfall zugewandten Seite des Kammersystems (11) membranartig über dieses gespannt ist, bei der das Kammersystem (1) aus einem Träger (4) und von diesem abstehenden Abstandhaltern (14) besteht, die eine einstückige Baueinheit mit diesem bilden,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kammersystem (1) Resonanzkammern im betreffenden Frequenzbereich der zu absorbierenden und/oder dämpfenden Schallwellen bildet, dass die dünne Schicht (1) als schwingfähige Schicht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung einer Schichtdicke zwischen 0,004 und 0,35 mm ausgebildet und an der dem Schallwelleneinfall abgewandten Seite (B) mit einer dünnen thermoplastischen Kunststoffschicht (8) überzogen ist, und dass die Abstandhalter (14) stegförmig vom Träger (4) abstehen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dünne Aluminiumschicht (1) gelocht ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dünne Aluminiumschicht (1) zu dem Kammersystem (11) hin verformt ist.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dünne schwingfähige Aluminiumfolie eine Schichtdicke zwischen 0,0045 und 0,020 mm aufweist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schichtdicke der thermoplastischen Kunststoffschicht (8) die gleiche Größenordnung wie die Schichtdikke der dünnen Aluminiumschicht (1) aufweist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die dünne thermoplastische Kunststoffschicht (8) Polypropylen verwendet ist.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die thermoplastische Kunststoffschicht (8) mit der Baueinheit verschmolzen ist.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die einstückige Baueinheit aus den Abstandhaltern (14) und dem Träger (4) spritzgepreßt oder tiefgezogen ist.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die einstückige Baueinheit aus den Abstandhaltern (14) und dem Träger aus GMT besteht.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dünne Aluminiumschicht (1) an die Innenfläche einer Motorhaube (6) eines Kraftfahrzeugs (5) angeklebt ist.

11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dünne Aluminiumschicht (1) an der dem Motorraum (12) zugewandten Seite einer Trennwand (7) zwischen Motorraum (12) und Fahrgastraum (13) eines Kraftfahrzeugs (5) befestigt ist.

Claims

1. Device for absorbing and/or deadening sound waves, comprising a chamber system (11) absorbing and/or deadening sound waves and a thin layer (1) that is stretched, in the manner of a membrane, over said chamber system (11) on that side of the chamber system (11), which faces the side of sound incidence, wherein said chamber system (1) consists of a support (4) and spacers (14) projecting therefrom, which cooperate with said support to form an integral structural unit,
characterised in
that said chamber system (1) constitutes resonance chambers in the respective frequency range of the sound waves to be absorbed and/or deadened, that said thin layer (1) is configured as layer capable of oscillating, which consists of aluminium or an aluminium alloy and has a thickness of layer between 0.004 and 0.35 mm and is coated with a thin thermoplastic resin layer (8) on the side (B) turned away from the side of sound incidence, and that said spacers (14) project from said support (4) in the manner of webs.

2. Device according to Claim 1,
characterised in
that said thin aluminium layer (1) is perforated.

3. Device according to Claim 1 or 2,
characterised in
that said thin aluminium layer (1) is deformed towards said chamber system (11).

4. Device according to any of the preceding Claims,
characterised in
that said thin aluminium sheet capable of oscillating presents a thickness of layer in the range between 0.0045 and 0.020 mm.

5. Device according to any of the preceding Claims,
characterised in
that the thickness of layer of said thermoplastic resin layer (8) is in the same order as the thickness of layer of said thin aluminium layer (1).

6. Device according to Claim 5,
characterised in
that polypropylene is used for said thin thermoplastic resin layer (8).

7. Device according to any of the preceding Claims,
characterised in
that said thermoplastic resin layer (8) is fused to the structural unit.

8. Device according to any of the preceding Claims,
characterised in
that the integral structural unit consisting of said spacers (14) and said support (4) is produced by transfer moulding or plug-and-ring forming or deep drawing, respectively.

9. Device according to any of the preceding Claims,
characterised in
that said integral structural unit consisting of said spacers (14) and said support is made of GMT material.

10. Device according to any of the preceding Claims,
characterised in
that said thin aluminium layer (1) is bonded to the inner surface of a vehicle bonnet (6) of a motor vehicle (5).

11. Device according to any of the preceding Claims,
characterised in
that said thin aluminium layer (1) is fastened on that side of a partitioning wall (7) between the engine compartment (12) and the passenger compartment (13) of a motor vehicle, which faces the engine compartment (12).

Revendications

1. Dispositif d'insonorisation ou d'isolation phonique des ondes sonores, comprenant un système à chambres (11) d'insonorisation et/ou d'isolation phonique des ondes sonores et une couche mince (1), qui est étirée, de la manière d'une membrane, au-dessus dudit système à chambres (11) de ce côté du système à chambres (11), qui se trouve en face du côté d'incidence de son, dans lequel ledit système à chambres (1) consiste en un support (4) et des écarteurs (14) en saillie du demier, qui coopèrent avec ledit support afin de former une unité modulaire intégrale,
caractérisé en ce
que ledit système à chambres (1) constitue des chambres de résonance au-dedans de la gamme respective de fréquences des ondes sonores à insonoriser et/ou à isoler, en ce que ladite couche mince (1) est conçue sous forme d'une couche apte à osciller, qui consiste en aluminium ou en un alliage d'aluminium et qui présente une épaisseur de couche entre 0,004 et 0,35 mm, en étant revêtue d'une couche mince en résine thermoplastique (8) du côté (B) opposé au côté d'incidence de son, et en ce que lesdits écarteurs (14) projettent dudit support (4) de la manière des entretoises.

2. Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé en ce
que ladite couche mince en aluminium (1) est perforée.

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce
que ladite couche mince en aluminium (1) est déformée vers ledit système à chambres (11).

4. Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce
que ladite feuille mince en aluminium apte à osciller présente une épaisseur de couche au-dedans de la gamme entre 0,0045 et 0,020 mm.

5. Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce
que l'épaisseur de couche de ladite couche en résine thermoplastique (8) est du même ordre que l'épaisseur de couche de ladite couche mince en aluminium (1).

6. Dispositif selon la revendication 5,
caractérisé en ce
que du polypropylène est utilisé pour ladite couche mince en résine thermoplastique (8).

7. Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce
que ladite couche en résine thermoplastique (8) est fondue à l'unité modulaire.

8. Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce
que l'unité modulaire intégrale, qui est composée desdits écarteurs (14) et dudit support (4), est fabriquée par moulage par transfert ou par emboutissage.

9. Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce
que ladite unité modulaire intégrale, qui est composée desdits écarteurs (14) et dudit support, est fabriquée en un matériau dit GMT.

10. Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce
que ladite couche mince en aluminium (1) est collée à la surface intérieure d'un capot (6) d'un véhicule automobile (5).

11. Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce
que ladite couche mince en aluminium (1) est fixée de ce côté d'une cloison (7) entre le compartiment machine (12) et le compartiment passagers (13) d'un véhicule automobile, qui se trouve en face du compartiment machine (12).

Zeichnung