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Patent Searching and Data


Title:
LAMINATE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/044816
Kind Code:
A1
Abstract:
An acoustic laminate comprising a covering layer (1), a heavy layer (3) and a porous spacing layer (2) arranged between the first two layers. The covering layer is provided with a perforated structure that has a number of openings (1b) and is compacted and/or fused with the spacing layer and the heavy layer to form a laminated plate (5) that is both relatively and naturally rigid and also flexible.

Inventors:
PFAFFELHUBER KLAUS (DE)
Application Number:
PCT/EP1998/007435
Publication Date:
September 10, 1999
Filing Date:
November 19, 1998
Export Citation:
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Assignee:
FAIST M GMBH & CO KG (DE)
PFAFFELHUBER KLAUS (DE)
International Classes:
B32B7/00; B32B3/10; E04B1/82; F02B77/11; G10K11/16; G10K11/162; G10K11/168; B60R13/08; (IPC1-7): B32B3/10; G10K11/162
Foreign References:
DE3117368A11982-05-27
DE29617845U11998-02-12
DE2438987A11976-02-26
FR2504520A11982-10-29
Attorney, Agent or Firm:
Müller, Hans-jürgen (Schupfner & Gauger Postfach 10 11 61 München, DE)
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Claims:
ANSPRUCHSFASSUNG
1. Akustisch wirksamer Schichtstoff mit einer Deckschicht (1) und mit einer Schwerschicht (3) sowie einer porösen Abstandschicht (2) zwischen Deckschicht (1) und Schwer schicht (3), d a d u r c h g e k e n z e i c h n e t, daß die Deckschicht (l) mit einer zahlreiche Durchbre chungen (lb) aufweisenden Löcherstruktur versehen und mit der Abstandschicht (2) und der Schwerschicht (3) zu einer verhältnismäßig eigensteifen, aber biegbaren Schicht stoffplatte (5) verpreßt und/oder verschmolzen ist.
2. Schichtstoff nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Löcherstruktur in der Deckschicht (1) ein Muster von Durchbrechungen (lb) aufweist, die einen Abstand A (von Nachbardurchbrechungen) zwischen 2,5 und 8 mm und ein Flächenverhältnis der Flächen der Durchbrechungen (lb) zur Gesamtfläche zwischen 4 und 20 % aufweisen.
3. Schichtstoff nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Abstand A der Durchbrechungen (lb) zwischen 4 und 6 mm beträgt und das Flächenverhältnis zwischen 5 und 9 % beträgt.
4. Schichtstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Deckschicht (1) mit einer zahlreiche Vertiefungen (la) aufweisenden Profilstruktur versehen ist.
5. Schichtstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Deckschicht (1) aus einer Aluminiumfolie einer Schichtdicke zwischen 0,05 und 0,50 mm besteht.
6. Schichtstoff nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die der Abstandschicht (2) zugewandte Seite der Deck schicht (1) mit einer dünnen Thermoplastschicht (6) über zogen ist.
7. Schichtstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Abstandschicht (2) aus einer Vliesschicht einer Schichtdicke zwischen 1 und 50 mm besteht.
8. Schichtstoff nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Abstandschicht (2) Polyesterfäden aufweist.
9. Schichtstoff nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Abstandschicht (2) Baumwollfäden aufweist.
10. Schichtstoff nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Abstandschicht (2) Glasfäden aufweist.
11. Schichtstoff nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Abstandschicht (2) Aluminium und/oder Edelstahl fäden aufweist.
12. Schichtstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Abstandschicht (2) aus einer porösen bzw. offenzelligen Weichschaumschicht be steht.
13. Schichtstoff nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Abstandschicht (2) aus PURWeichschaum besteht.
14. Schichtstoff nach einem der Ansprüche 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schwerschicht (3) aus einem Schwerschaum besteht.
15. Schichtstoff nach einem der Ansprüche 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schwerschicht (3) aus einer Schwerfolie einer Schichtdicke zwischen 0,5 und 10 mm besteht.
16. Schichtstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Abstandschicht (2) durch eine mit Kammern (7) versehene Schwerschicht gebildet ist.
17. Schichtstoff nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Abstandschicht (2) durch Materialstege (3a) einer Schwerfolie gebildet ist.
18. Schichtstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die freie Oberfläche der Schwerschicht (3) durch ein Abdeckvlies (8) abgedeckt ist.
19. Schichtstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen der Abstandschicht (2) und der Schwerschicht (3) mindestens ein aus einer perforierten Folie und einer weiteren Abstandschicht gebildetes Schichtenpaar einge fügt ist.
Description:
SCHICHTSTOFF BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf einen akustisch wirksamen Schichtstoff mit einer Deckschicht und mit einer Schwerschicht sowie einer porösen Abstandschicht zwischen Deckschicht und Schwerschicht.

Ein derartiger Schichtstoff ist bereits bekannt (DE 31 17 368 A1). Bei dem bekannten Schichtstoff besteht die poröse Ab- standschicht aus einem Polymerschaum aus beispielsweise Poly- urethan (PUR), die ggf. mit Kammern in Form von nach einer Seite offenen Hohlräumen versehen ist. Hierdurch wirkt sie als Schallwellen absorbierende Absorberschicht. An der den Kammern abgewandten Seite befindet sich die Schwerschicht aus bei- spielsweise PVC, PUR oder Butylkautschuk, die an ihrer freien Oberfläche ggf. noch mit einer Deckschicht versehen sein kann.

Derartige Schichtstoffe werden zur Lärmdämmung und Lärmdämpfung beispielsweise von Kabinenverkleidungen im Schwerbau der Industrie, im Bergbau und in Transportgeräten verwendet.

Darüber hinaus ist ein anderer Schichtstoff ähnlicher Art be- kannt (EP 0 640 951 A2), bei der die Schwerschicht als Rager- schicht für den gesamten Schichtstoff ausgebildet ist. Die schwere Füllstoffe aufweisende Trägers. chicht schließt in der Abstandschicht gebildete Kammern nach außen ab. Die entgegen- gesetzte Seite der Abstandschicht ist mit einer dünnen Ab- deckfolie abgedeckt, welche nach Art einer dünnen Membrane dort auftreffende Schallwellen in die als Absorber wirkende Abstandschichten weiterleitet.

Bei einem anderen ähnlichen Schichtstoff (EP 0 234 559 A3) wird die Abstandschicht auf das Blech einer Fahrzeugkarosserie aufgelegt.

Darüber hinaus ist es bekannt (DE 36 01 204 A1 und 42 11 409 A1), bei einer geräuschdämmenden Verkleidung des Motorraums von Kraftfahrzeugen, Faserstoffe als Absorberschicht zu ver- wenden und die Verkleidung zum Motorraum hin mit einer Alumi- niumfolie zu kaschieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schichtstoff dieser Gattung hinsichtlich Herstellbarkeit, akustischer Wirk- samkeit-im Sinne verbesserter Schalldämpfung, Schalldämmung und Schallabsorption-und möglichst auch hinsichtlich Ent- sorgbarkeit und Montierbarkeit sowie Demontierbarkeit zu ver- bessern.

Die Erfindung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet, und in Unter- ansprüchen sind weitere Ausbildungen der Erfindung bean- sprucht. Darüber hinaus werden anhand der Figuren besonders bevorzugte Ausbildungen erläutert.

Bei der Erfindung ist die Deckschicht mit einer zahlreiche Durchbrechungen aufweisenden Löcherstruktur versehen. Beson- ders vorteilhaft ist es, wenn die Deckschicht durch Vertie- fungen und/oder Erhöhungen auch eine Profilstruktur aufweist.

Außerdem sind die Einzelschichten des Schichtstoffs, das heißt die Deckschicht, die Abstandschicht und die-Schwerschicht, zu einer verhältnismäßig eigensteifen, aber dennoch in gewissem Umfang biegbaren Schichtstoffplatte verpreßt und/oder ver- schmolzen, so daß der Schichtstoff nicht mit zusätzliche Einzelschichten zusammenhaltenden Rahmenteilen, Nieten, Nähten oder dgl. zusätzlichen Verbindungselementen versehen sein muß.

Die Abstandschicht stellt einen ausreichenden Abstand zwischen der perforierten Deckschicht und der Schwerschicht her und gestattet Schallwellen aufgrund ihrer porösen und nicht zu stark verdichteten Beschaffenheit den Durchtritt zur Schwer- schicht.

Es empfiehlt sich, wenn die Deckschicht aus einer Aluminium- folie einer Schichtdicke zwischen 0,05 und 0,5 mm besteht. Es kann auch eine zusätzliche Abdeckschicht an der entgegenge- setzten Oberfläche des Schichtstoffs, das heißt an der freien Oberfläche der Schwerschicht in Form einer Vliesschicht ver- wendet werden. Bei der Anwendung einer Aluminiumfolie emp- fiehlt es sich, diese mit einer dünnen Thermoplastschicht insbesondere aus Polypropylen (PP) oder Polyester (PES) zu versehen, um die flächige Verbindung zur Abstandschicht zu verbessern. Wird für die Abstandschicht Polyurethanschaum verwendet, kann eine solche zusätzliche verbindende Thermo- plastschicht entfallen.

Die Löcherstrukturierung der Deckschicht kann vor dem Ver- binden mit den übrigen Schichten erfolgen. Bei vielen Anwen- dungsfällen ist es jedoch vorteilhafter, die Löcherstrukturie- rung und ggf. die Profilstruktur der Deckschicht beispiels- weise mittels Prägewerkzeugen und ggf. kleinen Lochstempeln zur Herstellung von Durchbrechungen erst nach dem Verbinden oder zweckmäßigerweise während des Verbindungsvorgangs herzu- stellen. Es hat sich gezeigt, daß die gleichzeitige Mitver- formung von sich unter der Deckschicht befindlichen Schicht- teilen die akustische Wirksamkeit gar nicht wesentlich beein- trächtigt, sondern sogar zu noch besseren Schalldämmungen und Schalldämpfungen in bestimmten Frequenzbereichen führt. Außer- dem läßt sich das Herstellungsverfahren hierdurch oft wesent- lich vereinfachen, so daß die Herstellungskosten reduziert werden können. Ein weiterer Vorteil der bleibenden Verformung der Deckschicht in die zahlreiche Löcher und/oder Vertiefungen aufweisende Struktur besteht darin, daß diese auch nach der Herstellung des Gesamtschichtstoffs einfacher biegbar, das heißt an die Konfigurationen anpaßbar ist, an denen sie als Schallenergie-Absorberschicht angebracht werden soll, ohne daß die Formstabilität und daher auch Formsteifigkeit zu wünschen übrigläßt. Insofern trägt die Strukturierung der Deckschicht in Verbindung mit dem Verpressen oder Verschmelzen der Einzel- schichten zu einem integrierten einstückigen Bauelement sehr wesentlich bei.

Unter der"Schwerschicht"wird eine solche Schicht verstanden, welche durch schwere Füllmittel, wie Schwerspat (BaS04), we- sentlich schwerer gemacht ist als ohne solche schweren Füll- stoffe. Dabei kann die Schwerschicht durchaus auch aus PUR- Schwerschaum bestehen. Für viele Fälle empfiehlt sich jedoch die Verwendung einer Schwerfolie aus beispielsweise folgendem Material : 1. Kunststoffolie auf Basis Copolymer Ethylen/Vinylacetat 2. Kunststoffolie auf Basis Copolymer Ehtylen/Octen 3. Kunststoffolie auf Basis Terpolymer Ethylen/Propylen-Dien.

Besonders günstig ist es, wenn das Material der Schwerschicht so durch konstruktive Gestaltung modifiziert wird, daß sie zu- sätzlich die Aufgabe einer Absorberschicht und/oder Abstand- schicht übernimmt : Zu diesem Zweck sollte die Schwerschicht derart verformt sein, daß sie die Funktion einer Abstand- schicht mit übernimmt.

Für die Abstandschicht kann auch eine Vliesschicht verwendet werden, deren Fäden aus Kunststoff, wie Polystyrol, aus Natur- stoff, wie Baumwolle, aus Metall, wie Aluminium und/oder Edel- stahl und/oder aus Glas bestehen. Die Abstandschicht kann auch eine Weichschaumschicht aus beispielsweise PUR-Weichschaum sein. Sie soll genügend porös bzw. offenporig sein, um Schall hindurchzulassen.

In der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele schematisch dar- gestellt und im folgenden näher erläutert. Dabei zeigen : Figur 1 eine Teilaufsicht auf einen erfindungsgemäßen Schichtstoff in teilweiser Schnittdarstellung und zwar aufgesetzt auf ein Blech, das beispielsweise eine Trenn- wand innerhalb eines Kraftfahrzeugs ist ; Figur la ein Schema zur Veranschaulichung der Löcherstruktur ; Figur 2 ein vergrößertes Schnittbild aus einem Teil eines erfindungsgemäßen Schichtstoffs ; Figur 3 ein vergrößertes Schnittbild aus einem anderen erfindungsgemäßen Schichtstoff ; Figur 4 ein weiteres Schnittbild aus einer weiteren alternativen Ausbildungsform, Figur 5 ein weiteres Schnittbild durch eine andere Aus- bildungsform des erfindungsgemäßen Schichtstoffs und Figur 6 ein Schnittbild durch eine weitere Ausbildung.

Gemäß Figur 1 weist der Schichtstoff eine Abstandschicht 2 auf, die hier als Vlies aus Polyesterfäden mit einem spezi- fischen Gewicht von 0,01 g/cm3 ausgebildet ist. Die Abstand- schicht 2 ist oben, das heißt aus der Richtung des einfal- lenden Schalls 5, mit einer dünnen Aluminiumfolie einer Schichtdicke von 0,1 mm derart versehen, daß diese Deckschicht 1 in regelmäßigen Abständen mit punktartigen oder nach innen gerichteten warzenartigen Vertiefungen la versehen ist, wo- durch sich die Struktur mit den Vertiefungen la von der Außen- seite her ergibt. Die Vertiefungen la der Deckschicht 1 sind auch ein Stück weit in die Abstandschicht 2 hineingedrückt, was sogar zu einer verbesserten Verbindung zwischen diesen Schichten führt. Die Vertiefungen la sind jeweils in ihrem Zentrum mit einer als Loch mit einem Durchmesser d von ca. 1,5 mm ausgebildeten Durchbrechung 1b versehen. Eine besonders gute akustische Absorption wird mit einer Löcherstruktur erreicht, bei der der Abstand A benachbarte Durchbrechungen lb gemäß Figur la ca. 5 mm beträgt. Dies entspricht einem Ver- hältnis der von den Durchbrechungen gebildeten Fläche zur Gesamtfläche der Deckschicht von ca. 7 %, doch sind die Ab- sorptionsergebnisse auch im Bereich zwischen 3 und 12 %, insb. zwischen 5 und 9 % günstig. An der anderen Seite ist die Abstandschicht 2 mit einer Schwerschicht 3, bestehend aus POE versehen. Dieses aus den drei Schichten (Deckschicht 1, Abstandschicht 2 und Schwerschicht 3) gebildete Schicht- stoffelement kann als verhältnismäßig großflächige Platte (einige Quadratmeter Fläche) hergestellt und sowohl während als auch zu einem gewissen Umfang noch nach der Herstellung bleibend verformt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 2 ist die Deckschicht 1 aus Aluminium über eine Polyester-Thermoplast-Verbindungs- schicht 6 mit der Vliesstoffschicht verbunden, welche die Ab- standschicht 2 bildet. In den Bereichen der im wesentlichen punktförmigen Vertiefungen la ist sie mit Löchern als Durch- brechungen 1b versehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die Schwerschicht 3 aus Polyolefin-Elastomer (POE) ; sie ist an der freien Oberfläche mit einem Abdeckvlies 8 aus PES abgedeckt.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 3 ist die Schwerschicht 3 als sogenannte"Schwerfolie"ausgebildet. Sie besteht aus POE und ist durch einen Tiefzieh-Verformungsvorgang mit einem System von in der Schichtstoff-Ebene nebeneinanderliegenden Kammern 7 versehen, so daß die Schwerschicht 3 gleichzeitig auch die Aufgabe der"Absorberschicht"und als"Abstand- schicht"übernimmt und eine zusätzliche Abstandschicht einge- spart werden kann, was auch Entsorgungsprobleme vermeiden hilft. Die Deckschicht 1 besteht hier gleichfalls aus einer dünnen Aluminiumfolie, welche mit einer durch sich kreuzende wellenförmige Vertiefungen la gebildete Profilstruktur und mit der Löcherstruktur versehen ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 4 besteht die Schwer- schicht 3 aus Schwerschaum, nämlich mit Schwerspat gefülltem PUR-Schwerschaum mit einem spezifischen Gewicht des Schaum- materials von 2 g/cm3. Auch hier sind nach oben zur Deck- schicht 1 geöffnete zylinderartige bzw. rechteckförmige Kammern 7 gebildet, wodurch die Schwerschicht 3 im Bereich dieser Kammern 7 als"Abstandschicht"wirkt. Auch hier ist die Deckschicht 1 aus Aluminiumfolie mit einer Fülle von Vertie- fungen la und Durchbrechungen 1b in Form eines entsprechenden Präge-Loch-Musters versehen.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 5 erfolgt die Herstel- lung der Kammertrennwände dadurch, daß eine flach aufgespannte Schwerfolie 3 mittels Vakuum durch ein netz-oder siebartiges Werkzeug so hindurchgezogen und an die Wand eines Formnestes angesaugt wird, daß die Drähte (hier durch 3b angedeutet) Ma- terialteile 3b der Schwerschicht oberhalb der Drähte zurück- halten, während der Hauptteil 3m der Schwerfolie unter Bildung der Materialstege 3a nach unten gesaugt bzw. gezogen wird. An den in Figur 5 nach oben weisenden Enden der Materialstege 3a ist die Deckschicht 1 an die die Drähte überdeckenden Schwer- folien-Materialteile 3b angeschmolzen. Die Deckschicht 1 ist wiederum mit Vertiefungen la und mit Durchbrechungen lb ver- sehen, so daß sich oberflächlich die unebene und perforierte Struktur ergibt.

Sämtliche Schichten des Schichtstoffs sind unter sich, ggf. mittels einer Haft-oder Verbindungsschicht verbunden ; dabei findet vor allem die Verpreßtechnik und/oder Klebe-bzw.

Schmelztechnik Anwendung.

In Figur 6 wird die im wesentlichen ebene Deckschicht 1, die mit kleinen Löchern bzw. Durchbrechungen 1b versehen ist, von der fasrigen Abstandschicht 2 im Abstand von der Schwerschicht 3 gehalten.