СИСТЕМА ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И СВЯЗАННЫЙ С НЕЙ ЭЛЕМЕНТ СТЕНКИ Российский патент 2014 года по МПК B60R13/08 

Предлагаемое изобретение относится к системе звукоизоляции для автомобильного транспортного средства, имеющей в своем составе:

- базовый пружинящий слой, реализованный на основе пористого и эластичного материала, причем этот базовый пружинящий слой предназначен для размещения против некоторой поверхности автомобильного транспортного средства;

- слой придания жесткости, располагающийся поверх упомянутого базового пружинящего слоя и имеющий отнесенную к единице площади поверхности массу, превышающую 250 г/м²;

- по меньшей мере один верхний пористый эластичный слой, располагающийся на упомянутом слое придания жесткости.

Такая система предназначена для решения волновых проблем, которые возникают в, по существу, замкнутом пространстве, таком как кабина автомобильного транспортного средства, в непосредственной близости от источников шума, таких, например, как двигатель автомобиля, контакт шин автомобиля с дорогой и т.п.

Обычно в области низких частот звуковые волны, порождаемые упомянутыми выше источниками шума, подвергаются "ослаблению" при помощи материалов в форме одинарных и двойных (типа "сэндвич") листов или при помощи эффекта пористости и эластичности системы масса-пружина, в частности, с использованием вязкоупругого вспененного материала.

В контексте предлагаемого изобретения система звукоизоляции обеспечивает "изоляцию", поскольку эта система препятствует вхождению звуковых волн средних и высоких частот в изолируемое пространство в основном в результате отражения волновых волн в направлении источников шума или наружу по отношению к изолируемому пространству.

Система звукоизоляции функционирует в результате "акустического поглощения" (в области средних и высоких частот) в том случае, когда энергия волновых волн рассеивается в поглощающем материале.

Из патентного документа WO 2007/006950 известна система звукоизоляции упомянутого выше типа, которая имеет в своем составе базовый пружинящий слой, располагающийся на внутренней поверхности автомобильного транспортного средства, и тяжелый слой, непроницаемый для воздуха и предназначенный для того, чтобы обеспечить, в сочетании с базовым пружинящим слоем, удовлетворительную звукоизоляцию в результате эффекта типа "масса-пружина".

Система звукоизоляции, описанная в патентном документе WO 2007/006950, дополнительно имеет в своем составе располагающийся поверх тяжелого слоя по меньшей мере один верхний слой поглощающего вспененного материала, который обеспечивает удовлетворительное волновое поглощение.

Такая система позволяет сочетать хорошие свойства звукоизоляции и существенное звукопоглощение в широком диапазоне частот, предлагая существенное снижение веса по отношению к классической однослойной системе типа "масса-пружина".

Системы звукоизоляции, описанные в патентном документе WO 2007/006950, могут быть реализованы промышленными способами удовлетворительным образом, сохраняя при этом хорошие акустические свойства, с использованием тяжелого слоя, имеющего минимальную отнесенную к единице площади поверхности массу, имеющую величину порядка 2 кг/м².

Однако, принимая во внимание современные требования снижения массы автомобильных транспортных средств, автомобилестроители вынуждены в еще большей степени обеспечивать снижение веса используемых систем звукоизоляции.

Таким образом, техническая задача данного изобретения состоит в том, чтобы предложить еще более легкую систему звукоизоляции, которая остается при этом простой в изготовлении, имея превосходные комбинированные свойства звукоизоляции и звукопоглощения.

Для решения этой технической задачи объектом предлагаемого изобретения является система упомянутого выше типа, отличающаяся тем, что слой придания жесткости реализуется из плотного пористого материала, имеющего сопротивление прохождению воздуха, имеющее величину в диапазоне от 2000 Н.м^-3.с до 6000 Н.м^-3.с и предпочтительно имеющее величину в диапазоне от 3000 Н.м^-3.с до 5000 Н.м^-3.с.

Система в соответствии с предлагаемым изобретением может обладать одной или несколькими из следующих характеристик, взятых отдельно или же в любых технически возможных сочетаниях:

- толщина слоя придания жесткости является строго меньшей, чем толщина верхнего пористого эластичного слоя и строго меньшей, чем толщина базового пружинящего слоя;

- пористый материал слоя придания жесткости содержит прессованный фетр или слой вторичного материала;

- сопротивляемость прохождению воздуха для верхнего пористого эластичного слоя предпочтительным образом имеет величину в диапазоне от 10000 Н.м^-4.с до 14000 Н.м^-4.с;

- предлагаемая система содержит по меньшей мере одну непроницаемую для воздуха пленку, имеющую толщину, меньшую или равную 150 мкм, и вставленную между слоем придания жесткости и одним и/или другим из верхнего пористого слоя и базового пружинящего слоя;

- предлагаемая система дополнительно содержит верхний резистивный слой, располагающийся поверх верхнего пористого эластичного слоя, причем этот верхний резистивный слой имеет сопротивление прохождению воздуха, имеющее величину в диапазоне от 200 Н.м^-3.с до 2000 Н.м^-3.с;

- этот верхний резистивный слой реализуется на основе нетканого материала или прессованного фетра, имеющего отнесенную к единице площади поверхности массу менее 200 г/м^-2;

- предлагаемая система содержит декоративный слой или защитный слой, располагающийся на верхнем резистивном слое, противоположно по отношению к слою придания жесткости;

- предлагаемая система содержит декоративный слой или защитный слой, наложенный на верхний пористый эластичный слой, противоположно по отношению к слою придания жесткости;

- предлагаемая система содержит легкую непроницаемую пленку, имеющую отнесенную к единице площади поверхности массу, меньшую или равную 150 г/м^-2, и располагающуюся поверх верхнего пористого эластичного слоя, и декоративный слой или защитный слой, наложенный на легкую герметичную пленку, противоположно по отношению к верхнему пористому эластичному слою;

- базовый пружинящий слой и верхний пористый эластичный слой реализуются на основе фетра;

- верхний пористый эластичный слой реализуется на основе вспененного материала с извилистостью, превышающей 1,4;

- в по меньшей мере части системы звукоизоляции базовый пружинящий слой располагается на некотором расстоянии от слоя придания жесткости для того, чтобы ограничить воздушную прослойку, имеющую среднюю толщину, превышающую среднюю толщину слоя придания жесткости;

- пористый материал дополнительно содержит отдельные кусочки раздробленного твердого материала.

Объектом предлагаемого изобретения также является элемент стенки автомобильного транспортного средства, отличающийся тем, что он содержит:

- опору, представляющую собой элемент кузова автомобиля, ограничивающий некоторую поверхность;

- систему описанного выше типа, причем по меньшей мере часть базового пружинящего слоя этой системы располагается на некотором расстоянии от упомянутой опоры для того, чтобы определить между этой опорой и базовым пружинящим слоем воздушную прослойку, средняя толщина которой превышает среднюю толщину слоя придания жесткости.

Объектом предлагаемого изобретения также является способ изготовления описанной выше системы, отличающийся тем, что он включает следующие этапы:

- измельчение детали оборудования автомобильного транспортного средства для того, чтобы сформировать раздельные кусочки твердого вторичного материала;

- введение этих раздельных кусочков твердого вторичного материала в фетр или во вспененный пористый материал для того, чтобы сформировать слой придания жесткости;

- соединение слоя придания жесткости с по меньшей мере одним из слоев, а именно верхним пористым эластичным слоем и базовым пружинящим слоем.

Предлагаемое изобретение будет лучше понято из приведенного ниже описания этого изобретения, данного здесь только в качестве примера, где даются ссылки на приведенные в приложении фигуры, на которых:

- фиг.1 представляет собой вид в поперечном разрезе первой четырежды проницаемой системы звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением, наложенной на внутреннюю поверхность автомобильного транспортного средства, образованную передней перегородкой;

- фиг.2 представляет собой вид, аналогичный виду, показанному на фиг.1, второй системы звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением, наложенной на переднюю перегородку транспортного средства;

- фиг.3 представляет собой вид, аналогичный виду, показанному на фиг.1, третьей системы звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением, наложенной на переднюю перегородку транспортного средства;

- фиг.4 представляет собой вид, аналогичный виду, показанному на фиг.1, четвертой системы звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением, наложенной на переднюю перегородку транспортного средства;

- фиг.5 представляет собой вид, аналогичный виду, показанному на фиг.1, пятой системы звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением, образующей напольный коврик транспортного средства;

- фиг.6 представляет собой вид, аналогичный виду, показанному на фиг.1, шестой системы звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением, образующей напольный коврик транспортного средства;

- фиг.7 представляет собой вид, аналогичный виду, показанному на фиг.1, седьмой системы звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением, образующей напольный коврик транспортного средства;

- фиг.8 представляет собой вид, аналогичный виду, показанному на фиг.1, восьмой системы звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением, образующей напольный коврик транспортного средства;

- фиг.9 представляет собой вид, аналогичный виду, показанному на фиг.1, девятой системы звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением, образующей напольный коврик транспортного средства;

- фиг.10 представляет собой вид, аналогичный виду, показанному на фиг.1, десятой системы звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением, располагающейся против пола автомобильного транспортного средства;

- фиг.11 представляет собой вид, аналогичный виду, показанному на фиг.10, одиннадцатой системы звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением;

- фиг.12 представляет собой вид в разрезе по вертикальной плоскости двенадцатой системы звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением, располагающейся над колесной нишей;

- фиг.13 представляет собой вид, аналогичный виду, показанному на фиг.12, тринадцатой системы звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением;

- фиг.14 представляет собой график, демонстрирующий кривые изменения коэффициента поглощения в поле рассеяния в зависимости от частоты для двух систем поглощения в соответствии с предлагаемым изобретением и для системы поглощения в соответствии с существующим уровнем техники.

В последующем изложении термины, определяющие пространственную ориентацию, в целом соответствуют обычно используемым для автомобильного транспортного средства терминам определения пространственной ориентации. Однако термины "поверх", "на", "ниже", "под", "верхний" и "нижний" здесь следует понимать относительным образом, то есть по отношению к опорной поверхности автомобильного транспортного средства, против которой располагается система звукоизоляции. Таким образом, термин "нижний" здесь следует понимать как "располагающийся наиболее близко к рассматриваемой опорной поверхности" и термин верхний следует понимать как "являющийся наиболее удаленным от рассматриваемой опорной поверхности".

Примеры систем звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением, обозначенных позициями с 10А по 10М и предназначенных для установки против опорной поверхности 12 автомобильного транспортного средства, представлены на фигурах с 1 по 13.

Поверхность 12 представляет собой, например, изготовленную из металлического листа поверхность автомобильного транспортного средства, которая определяет, в частности, пол транспортного средства, как это проиллюстрировано на фигурах 10 и 11, причем этот пол представляет собой, например, пол багажника. В качестве варианта, эта поверхность 12 определяет переднюю перегородку, отделяющую салон автомобиля от моторного отсека (см. фигуры с 1 по 9), потолок автомобильного транспортного средства, дверцу салона или колесную нишу для переднего или заднего колеса, как это проиллюстрировано на фигурах 12 и 13.

Прежде всего здесь будет описана общая структура и свойства различных слоев, образующих систему звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением, а затем будут описаны примеры расположения этих слоев, представленные на фигурах с 1 по 13.

В соответствии с предлагаемым изобретением система звукоизоляции имеет в своем составе базовый пружинящий слой 14, предназначенный для размещения против поверхности 12, слой 16 придания жесткости, располагающийся поверх этого базового пружинящего слоя 14 и реализованный на основе плотного пористого материала, и верхний пористый эластичный слой 18, располагающийся поверх слоя 16 придания жесткости.

Необязательно, предлагаемая система звукоизоляции дополнительно содержит верхний резистивный слой 20, располагающийся поверх верхнего пористого эластичного слоя 18, и, также необязательно, содержит декоративный слой 22 или защитный слой 56, размещенный поверх упомянутого слоя 18 взамен упомянутого слоя 20 или поверх этого слоя.

Базовый пружинящий слой 14, в сочетании со слоем 16 придания жесткости, предназначен для обеспечения удовлетворительных свойств волновой изоляции.

Этот слой реализуется, например, на основе фетра или на основе пористого и эластичного вспененного материала.

Под выражением "фетр" в контексте предлагаемого изобретения следует понимать смесь базовых волокон и связующего материала. Эти волокна могут представлять собой природные и/или вторичные волокна, натуральные или синтетические, одной природы или имеющие различное происхождение. В качестве примеров натуральных волокон, которые могут быть использованы в данном случае, можно упомянуть лен, хлопок, пеньку, бамбук и т.д. В качестве примеров синтетических волокон, которые могут быть использованы в данном случае, можно упомянуть стекловолокно, кевлар, полиамидные волокна, акриловые волокна, полиэфирные волокна, полипропилен, хотя эти примеры не являются ограничительными.

Упомянутое связующее представляет собой, например, смолу или связующие волокна, которые имеют точку плавления, более низкую, чем точка плавления базовых волокон, подлежащих связыванию. В качестве примеров смол, которые могут быть использованы в данном случае, можно упомянуть эпоксидные смолы или фенольные смолы. В качестве связующих волокон можно упомянуть полипропиленовые волокна, полиэтиленовые волокна, полиамидные волокна, полиэфирные волокна или двухкомпонентные полиэфирные волокна, хотя эти примеры не являются ограничительными.

В качестве варианта, фетр базового пружинящего слоя содержит вторичный материал, получаемый из внешних или внутренних отходов, например отходов деталей автомобильного оборудования, отходов производства или деталей автомобилей, отслуживших свой срок службы. Эти отходы, например, размалываются и вводятся в фетр в форме раздельных кусочков материала, в форме агломератов, хлопьев или частиц. Компоненты отходов могут быть сепарированы перед или в процессе размалывания.

В варианте базового пружинящего слоя, изготовленного из вспененного материала, этот вспененный материал представляет собой материал с открытыми ячейками. Этот материал реализуется, например, из полиуретана. Вспененный материал инжектируется или расщепляется.

В качестве варианта этот инжектированный или расщепленный вспененный материал также содержит вторичный материал, такой, как он был определен выше, или минеральные наполнители, или же наполнители на основе биополиола.

Базовый пружинящий слой 14 является пористым и имеет такую пористость, чтобы обеспечивать сопротивляемость прохождению воздуха, величина которой предпочтительным образом заключена в диапазоне от 10000 Н.м^-4.с до 90000 Н.м^-4.с и предпочтительно составляет 30000 Н.м^-4.с.

Сопротивление и сопротивляемость прохождению воздуха измеряются при помощи метода, описанного в диссертации на тему "Mesures des parametres caracterisant un milieu poreux. Etude experimentale du comportement acoustique des mousses aux basses frequencies", защищенной соискателем Michel HENRY 3 октября 1997 г. в университете du Mans.

В случае использования фетра слой 14 имеет отнесенную к единице площади поверхности массу, заключенную в диапазоне от 200 г/м² до 2000 г/м² и предпочтительно заключенную в диапазоне от 750 г/м² до 1400 г/м². В случае использования вспененного материала отнесенная к единице объема масса слоя 14 заключена в диапазоне от 30 кг/м³ до 70 кг/м³ и составляет, в частности, примерно 50 кг/м³.

Толщина базового пружинящего слоя 14, взятая в направлении, перпендикулярном к поверхности 12, предпочтительным образом имеет величину, заключенную в диапазоне от 5 мм до 30 мм и, например, составляет порядка 15 мм.

Для того чтобы представлять пружинящие свойства, базовый пружинящий слой 14 предпочтительным образом обладает модулем упругости, имеющим величину в диапазоне от 100 Па до 100000 Па, и составляет, в частности, примерно 8000 Па.

В соответствии с предлагаемым изобретением слой 16 придания жесткости реализуется на основе относительно плотного пористого материала, представляющего сопротивление прохождению воздуха, строго превышающее 2000 Н.м^-3.с.

Этот слой 16 реализуется, например, на основе прессованного фетра, причем сам этот фетр является таким, каким он был определен выше, или же на основе слоя прессованного вторичного материала.

В качестве варианта, слой 16 придания жесткости формируется на основе смеси полимерных волокон, предпочтительно волокон полипропилена, со стекловолокном или с натуральными волокнами.

В соответствии с предлагаемым изобретением упомянутый "слой вторичного материала" формируется при помощи размалывания, и/или уплотнения, и/или гранулирования, с последующим распылением отходов на опоре. Вторичный материал получают из внутренних или внешних отходов, образованных, например, обрезками деталей, бракованными деталями или деталями отслуживших свой срок автомобилей. Эти отходы, например, размалываются для того, чтобы сформировать раздельные кусочки материала, в форме агломератов, хлопьев или частицами отходов. Эти отходы также могут быть размолоты и спрессованы или размолоты и преобразованы в гранулы для того, чтобы сформировать раздельные кусочки материала, в форме агломератов отходов.

Компоненты отходов могут быть сепарированы перед или в процессе размалывания. Кусочки, или агломераты, или гранулы отходов затем наносятся, например, при помощи распылителя на слой нетканого материала, на слой фетра или на пленку. Второй слой нетканого материала, фетра или пленки предпочтительным образом накладывается на верхнюю поверхность упомянутого вторичного материала.

Слой вторичного материала затем подвергается уплотнению и прессованию, например, с использованием иглопробивной технологии, или при помощи нагревания и каландрирования, или же путем использования двухполосного пресса с осуществлением, или без осуществления, предварительного нагревания.

Таким образом, слой 16 имеет сопротивление прохождению воздуха, превышающее 2000 Н.м^-3.с и предпочтительно меньшее, чем 6000 Н.м^-3.с. Предпочтительным образом это сопротивление прохождению воздуха строго превышает 2500 Н.м^-3.с и еще более предпочтительным образом заключено в диапазоне от 3000 Н.м^-3.с до 5000 Н.м^-3.с.

Этот слой 16 имеет отнесенную к единице площади поверхности массу, предпочтительным образом заключенную в диапазоне от 250 г/м² до 2000 г/м², в частности, превышающую 1000 г/м² и, например, заключенную в диапазоне от 1000 г/м² до 1800 г/м². Слой 16 имеет толщину, строго меньшую, чем толщина базового пружинящего слоя 14 и чем толщина верхнего слоя 18, составляющую, например, от 2 мм до 7 мм и предпочтительно, по существу, равную 5 мм.

Этот слой имеет модуль Юнга, превышающий 100000 Па, предпочтительным образом заключенный в диапазоне от 100000 Па и 10⁸ Ра и предпочтительно, по существу, равный 10⁷ Па.

Несмотря на свою значительную проницаемость по сравнению с тяжелым непроницаемым материалом, слой 16, в сочетании со слоями 14 и 18, удивительным образом обеспечивает хороший уровень звукоизоляции, превышающий уровень звукоизоляции, обеспечиваемый дважды проницаемыми системами, известными из существующего уровня техники.

Верхний пористый эластичный слой 18 предназначен для представления хороших свойств поглощения. Этот слой имеет сопротивление прохождению воздуха в диапазоне от 10000 Н.м^-4.с до 140000 Н.м^-4.с.

Толщина верхнего пористого эластичного слоя 18 заключена, например, в диапазоне от 5 мм до 30 мм и составляет, например, 15 мм.

Верхний пористый эластичный слой 18 реализуется, например, на основе вспененного материала с открытыми ячейками.

Этот слой реализуется, например, из полиуретана. Вспененный материал инжектируется или расщепляется. В качестве варианта, этот вспененный материал также содержит вторичный материал, такой, какой был определен выше, или наполнитель, неорганический или на основе биополиола.

Отнесенная к единице объема масса этого вспененного материала заключена, например, в диапазоне от 10 кг/м³ до 80 кг/м³ и предпочтительно составляет 70 кг/м³.

Этот вспененный материал может представлять высокую извилистость, в частности, превышающую 1,4 и предпочтительным образом заключенную в диапазоне от 1,4 до 3, как это было описано в патентном документе WO 2007/006950 на имя Заявителя.

Эта извилистость измеряется путем определения наклона кривой, представляющей изменение квадрата показателя преломления для используемой длины акустической волны в зависимости от обратной величины квадратного корня из частоты.

В том случае, когда для формирования слоя 18 используется инжектированный вспененный материал, первая тонкая пленка 24А, непроницаемая для воздуха и имеющая отнесенную к единице площади поверхности массу, составляющую менее 150 г/м², и предпочтительно менее 100 г/м², и толщину, составляющую менее 150 мкм, и предпочтительно меньшую или равную 100 мкм, предпочтительным образом вставляется между слоем 16 придания жесткости и верхним пористым эластичным слоем 18. Эта пленка исключает возможность проникновения вспененного материала в слой 16 придания жесткости в процессе инжектирования этого вспененного материала.

В том случае, когда инжектированный вспененный материал используется для формирования базового пружинящего слоя 14, вторая тонкая пленка 24В, непроницаемая для воздуха и имеющая отнесенную к единице площади поверхности массу менее 150 г/м², и предпочтительно менее 100 г/м², и толщину менее 150 мкм, и предпочтительно меньшую или равную 100 мкм, вставляется между слоем 16 придания жесткости и базовым пружинящим слоем 14. Эта пленка исключает возможность проникновения вспененного материала в слой 16 придания жесткости в процессе инжектирования этого вспененного материала.

Вследствие своей малой толщины, составляющей менее 150 мкм, пленки 24А и 24В являются практически звукопроницаемыми.

В качестве варианта, верхний пористый эластичный слой 18 формируется при помощи поглощающего фетра. В одном из примеров реализации этот фетр содержит микроволокна, в частности, например, более 50% и предпочтительно более 80% таких микроволокон.

Здесь под термином "микроволокна" следует понимать волокна, имеющие размеры менее 0,9 dtex и предпочтительно менее 0,7 dtex.

В случае слоя 18, сформированного из фетра, отнесенная к единице площади поверхности масса этого слоя 18 предпочтительно имеет величину в диапазоне от 200 г/м² до 2000 г/м².

Верхний резистивный слой 20 реализуется, например, на основе нетканого материала или материала, имеющего контролируемое сопротивление прохождению воздуха, например резистивного нетканого материала или прессованного фетра с относительно небольшим отнесенным к единице площади весом, волновое поведение которого приближается к акустическому поведению резистивного нетканого материала. Этот слой представляет толщину, меньшую, чем толщина верхнего пористого слоя 18, и меньшую, чем толщина базового пружинящего слоя 14.

Отнесенная к единице площади поверхности масса этого слоя имеет величину в диапазоне от 20 г/м² до 200 г/м² и предпочтительно составляет 100 г/м².

Этот слой 20 представляет сопротивление прохождению воздуха, имеющее величину в диапазоне от 200 Н.м^-3.с до 2000 Н.м^-3.с, предпочтительно имеющее величину в диапазоне от 200 Н.м^-3.с до 1200 Н.м^-3.с, и составляет, в частности, примерно 1000 Н.м^-3.с.

Как это будет показано в последующем изложении, этот верхний резистивный слой 20 позволяет, в сочетании с другими слоями 14, 16 и 18, удивительным образом улучшить коэффициент поглощения и показатель ослабления для частот, превышающих приблизительно 1000 Гц.

Дополнительный декоративный слой 22, реализованный в форме плюша или рисунка, располагается поверх верхнего резистивного слоя 20.

В качестве варианта, декоративный слой 22 располагается поверх верхнего пористого эластичного слоя 18, заменяя собой резистивный слой 20.

В качестве другого варианта, тонкая герметичная пленка 26, имеющая отнесенную к единице площади поверхности массу, составляющую менее 150 г/м², предпочтительно менее 100 г/м², и еще более предпочтительно заключенную в диапазоне от 30 г/м² до 70 г/м², вставляется между верхним слоем 18 и декоративным слоем 22 вместо резистивного слоя 20.

Толщина этой пленки 26 имеет величину менее 150 мкм, в частности менее 100 мкм. Эта пленка 26 предпочтительным образом реализуется из термопластического полимера.

Дополнительный декоративный слой 22 при этом накладывается на тонкую пленку 26. Эта пленка 26 предназначена для обеспечения непроницаемости для воды в случае коврового покрытия или пола.

Защитный слой 56 реализуется, например, на основе коврового покрытия или фетра, например плоского коврового покрытия, изготовленного с использованием иглопробивной технологии, или двухслойного фетра, и может подвергаться различным типам обработки. Этот слой представляет специфические характеристики, например обладает водоотталкивающими свойствами, и/или маслоотталкивающими свойствами, и/или гидрорепеллентными свойствами, и/или стойкостью к воздействию текучих сред, устойчивостью к выбросу гравия и т.п.

Этот защитный слой 56 располагается поверх верхнего резистивного слоя 20.

В качестве варианта, защитный слой 56 располагается поверх верхнего слоя 18, заменяя собой резистивный слой 20.

В качестве другого варианта, тонкая непроницаемая пленка 26, имеющая отнесенную к единице площади поверхности массу менее 150 г/м², предпочтительно менее 100 г/м², и еще более предпочтительно заключенную в диапазоне от 30 г/м² до 70 г/м², вставляется между верхним слоем 18 и защитным слоем 56 вместо резистивного слоя 20.

Толщина этой пленки 26 имеет величину менее 150 мкм, в частности менее 100 мкм. Эта пленка 26 предпочтительным образом реализуется из термопластического полимера.

Защитный слой 56 при этом накладывается на тонкую пленку 26. Эта пленка 26 предназначена для обеспечения непроницаемости по отношению к воде, в частности, в случае наружной ниши колеса.

Теперь, со ссылками на фигуры с 1 по 13, будут описаны примеры реализации различных структур систем звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением, реализованных на основе описанных выше слоев с 14 по 22, 24А, 24В и 56.

В первой четырежды проницаемой системе звукоизоляции 10А в соответствии с предлагаемым изобретением, представленной на фиг.1, базовый пружинящий слой 14 предпочтительным образом реализуется на основе фетра или рассеченного вспененного материала и накладывается на поверхность 12.

Слой 16 придания жесткости предпочтительным образом реализуется на основе спрессованного фетра и накладывается на базовый пружинящий слой 14, например, при помощи приклеивания.

Верхний пористый эластичный слой 18 предпочтительным образом реализуется на основе фетра или рассеченного вспененного материала и накладывается на слой 16 придания жесткости, например, при помощи приклеивания.

Система 10А дополнительно содержит верхний резистивный слой 20 описанного выше типа, реализованный, в частности, на основе нетканого материала, присоединенного к верхнему пористому эластичному слою 18.

В специфическом примере реализации, облегченном и относительно недорогом, базовый пружинящий слой 14 и верхний пористый эластичный слой 18 реализуются на основе фетра.

Вторая система звукоизоляции 10В в соответствии с предлагаемым изобретением, представленная на фиг.2, отличается от первой системы 10А тем, что она лишена верхнего резистивного слоя 20 для того, чтобы сформировать трижды проницаемую систему, образованную тремя слоями 14, 16 и 18.

В этой второй системе 10В звукоизоляции базовый пружинящий слой 14 и верхний пористый эластичный слой 18 реализуются на основе фетра или расщепленного вспененного материала.

Третья система 10С звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением, представленная на фиг.3, отличается от второй системы 10В тем, что верхний пористый эластичный слой 18 сформирован из инжектированного вспененного материала, предпочтительно с высокой степенью извилистости, как об этом уже было сказано выше.

В этом примере реализации первая легкая пленка 24А описанного выше типа вставляется между верхним пористым эластичным слоем 18 и слоем 16 придания жесткости.

В варианте реализации этого примера верхний пористый эластичный слой 18 реализуется из фетра или из расщепленного вспененного материала, как и во втором примере 10В системы звукоизоляции, но пленка 24А остается вставленной между верхним пористым эластичным слоем 18 и слоем 16 придания жесткости.

Четвертая система 10D звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением представлена на фиг.4. Эта четвертая система 10D отличается от третьей системы 10С тем, что вторая легкая пленка 24В вставляется между базовым пружинящим слоем 14 и слоем 16 придания жесткости.

Базовый пружинящий слой 14 сформирован здесь инжектированным вспененным материалом описанного выше типа. В качестве варианта, слой 14 реализуется из фетра, как и во втором примере 10В, но здесь вторая пленка 24В остается вставленной между базовым пружинящим слоем 14 и слоем 16 придания жесткости.

Системы с 10А по 10D предпочтительным образом располагаются на передней перегородке автомобиля, отделяющей пассажирский салон от моторного отсека, со стороны этого пассажирского салона.

Пятая система 10Е звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением, представленная на фиг.5, отличается от первой системы 10А наличием дополнительного декоративного слоя 22 типа того, который был описан выше и который заменяет собой резистивный слой 20.

Шестая система 10F звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением, представленная на фиг.6, отличается от первой системы 10А наличием дополнительного декоративного слоя 22 типа того, который был описан выше и который накладывается на резистивный слой 20 со стороны, противоположной верхнему пористому эластичному слою 18.

Седьмая система 10G звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением, представленная на фиг.7, отличается от пятой системы 10Е тем, что легкая пленка 26, имеющая отнесенную к единице площади поверхности массу менее 150 г/м² описанного выше типа, располагается между дополнительным декоративным слоем 22 и верхним пористым эластичным слоем 18.

Восьмая система 10Н звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением отличается от третьей системы 10С тем, что она содержит, как и седьмая система 10G, дополнительный декоративный слой 22 и легкую пленку 26, имеющую отнесенную к единице площади поверхности массу менее 150 г/м² описанного выше типа, располагающуюся между этим дополнительным декоративным слоем 22 и верхним пористым эластичным слоем 18.

В качестве варианта, резистивный слой 20 описанного выше типа вставляется между дополнительным декоративным слоем 22 и верхним пористым эластичным слоем 18, заменяя собой пленку 26. В соответствии с другим вариантом реализации дополнительный декоративный слой 22 накладывается на верхний пористый эластичный слой 18 без вставления пленки 26 между слоями 22 и 18.

Девятая система 10I звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением отличается от четвертой системы 10D тем, что она содержит, как и седьмая система 10G, дополнительный декоративный слой 22 и легкую пленку 26, имеющую отнесенную к единице площади поверхности массу менее 150 г/м² описанного выше типа, располагающуюся между этим дополнительным декоративным слоем 22 и верхним пористым эластичным слоем 18.

В качестве варианта, резистивный слой 20 описанного выше типа вставляется между дополнительным декоративным слоем 22 и верхним пористым эластичным слоем 18, заменяя собой пленку 26. В соответствии с другим вариантом реализации дополнительный декоративный слой 22 накладывается на верхний пористый эластичный слой 18 без вставления пленки 26 между слоями 22 и 18.

Системы с 10Е по 10I звукоизоляции предпочтительным образом располагаются на полу транспортного средства для того, чтобы сформировать коврик.

Десятая система 10J звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением отличается от шестой системы 10F тем, что базовый пружинящий слой 14 по меньшей мере частично располагается на некотором расстоянии от поверхности 12 автомобильного транспортного средства для того, чтобы ограничить, вместе с этой поверхностью 12, воздушную прослойку 30, которая имеет толщину, превышающую среднюю толщину слоя 16 придания жесткости.

В этом примере реализации поверхность 12 представляет собой, например, донную часть полости, выполненной в полу автомобильного транспортного средства из листового металла. Система 10J закрепляется, например, на полу автомобильного транспортного средства по меньшей мере вокруг упомянутой полости.

Этот вариант реализации применяется также к системам с 10А по 10I, которые могут быть расположены на некотором расстоянии от поверхности 12.

Одиннадцатая система 10К звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением отличается от седьмой системы 10G тем, что базовый пружинящий слой 14 накладывается на поверхность 12 в донной части пола, а также тем, что этот базовый пружинящий слой 14 располагается на некотором расстоянии, по меньшей мере локально, от слоя 16 придания жесткости для того, чтобы ограничить воздушную прослойку 30, которая имеет среднюю толщину, превышающую среднюю толщину этого слоя 16 придания жесткости.

Этот вариант реализации применяется также к системам 10Е, 10F, 10Н и 10I, в которых базовый пружинящий слой 14 может быть расположен на некотором расстоянии от слоя 16 придания жесткости для того, чтобы ограничить воздушную прослойку 30, которая имеет среднюю толщину, превышающую среднюю толщину слоя 16 придания жесткости.

Двенадцатая система 10L звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением проиллюстрирована на фиг.12. Эта двенадцатая система 10L предназначена для размещения, например, в колесной нише 52 переднего колеса 53 автомобильного транспортного средства.

Эта колесная ниша 52 содержит верхний металлический лист 54, представляющий, по существу, форму полуцилиндра с горизонтальной поперечной осью и жестко связанный с кузовом автомобильного транспортного средства, и нижний защитный слой 56 описанного выше типа. Этот защитный слой 56 закрепляется под металлическим листом 54 и определяет вместе с этим металлическим листом 54 промежуточное пространство 58, имеющее в поперечном сечении форму полумесяца.

Этот металлический лист 54 определяет, против защитного слоя 56, поверхность 12 автомобильного транспортного средства, на которой размещается система 10L звукоизоляции.

Двенадцатая система 10L звукоизоляции может быть сформирована одной или несколькими системами с 10Е по 10I, описанными выше, с заменой декоративного слоя 22 на защитный слой 56 описанного выше типа. В примере реализации, представленном на фиг.12, система 10L сформирована при помощи системы 10G, описанной выше, в которой декоративный слой 22 был заменен на защитный слой 56.

Система 10L ориентирована в направлении сверху вниз с базовым пружинящим слоем 14, располагающимся против поверхности 12, частично находящейся на некотором расстоянии от этой поверхности 12 для того, чтобы определить воздушную прослойку 30 во внутреннем пространстве 58, и располагающимися, в направлении сверху вниз на фиг.12, слоем 16 придания жесткости, наложенным под базовым пружинящим слоем 14, затем верхним пористым эластичным слоем 18 и пленкой 26.

Тринадцатая система 10М звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением, проиллюстрированная на фиг.13, располагается, например, в колесной нише 52 заднего колеса 53. Эта система 10М, по существу, полностью заполняет внутреннее пространство 58 таким образом, чтобы базовый пружинящий слой 14 накладывался на поверхность 12, по существу, по всей ее площади. В остальном эта система остается аналогичной системе 10L.

Трижды проницаемые или четырежды проницаемые системы звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением, которые не содержат тяжелого непроницаемого материала, являются таким образом очень легкими и обладающими общей отнесенной к единице площади поверхности массой, которая может иметь величину менее 3000 г/м², поддерживая при этом превосходные характеристики поглощения с коэффициентом поглощения, величина которого может достигать значения 0,9 в очень широком диапазоне частот, и весьма удовлетворительную звукоизоляцию благодаря высокому сопротивлению прохождению воздуха, обеспечиваемому при помощи слоя 16 придания жесткости.

Дополнительное присутствие верхнего резистивного слоя 20 удивительным образом в еще большей степени увеличивает поглощение, обеспечиваемое четырежды проницаемой системой 10А звукоизоляции в диапазоне частот от 500 Гц до 6000 Гц.

В качестве иллюстрации, результаты моделирования изменения коэффициента поглощения α в зависимости от частоты для четырежды проницаемой системы 10А звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением, представленной на фиг.1 (кривая 80), для трижды проницаемой системы 10В звукоизоляции в соответствии с предлагаемым изобретением, лишенной верхнего резистивного слоя 20 (кривая 82), и для четырехслойной системы звукоизоляции из существующего уровня техники, содержащей тяжелый непроницаемый материал (кривая 84), представлены на фиг.14.

В этом примере базовый пружинящий слой 14 четырежды проницаемой системы 10А и трижды проницаемой системы в соответствии с предлагаемым изобретением реализуется на основе фетра с отнесенной к единице площади поверхности массой на уровне 750 г/м², имеющего толщину 13 мм. Слой 16 придания жесткости в этих системах образован спрессованным фетром, обладающим отнесенной к единице площади поверхности массой 1400 г/м² и толщиной, составляющей 5 мм, и представляющим сопротивление прохождению воздуха на уровне примерно 3500 Н.м^-3.с.

Верхний пористый эластичный слой 18 реализуется на основе фетра с отнесенной к единице площади поверхности массой на уровне 400 г/м², имеющего толщину 7 мм. В случае четырежды проницаемой системы 10А резистивный слой 20 реализуется на основе нетканого материала, обладающего сопротивлением прохождению воздуха на уровне примерно 1000 Н.м^-3.с.

Система звукоизоляции из существующего уровня техники реализуется на основе базового пружинящего слоя, изготовленного из фетра с отнесенной к единице площади поверхности массой, составляющей 950 г/м², и толщиной, равной 16,5 мм, слоя тяжелой герметичной массы, обладающего отнесенной к единице площади поверхности массой, составляющей 1 кг/м², верхнего пористого эластичного слоя, толщина которого составляет 8 мм, и отнесенная к единице площади поверхности масса составляет 465 г/м².

Кривые 80, 82, соответствующие четырежды проницаемой системе 10А и трижды проницаемой системе 10В, демонстрируют существенное улучшение коэффициента поглощения, в частности, в области частот в диапазоне от 500 Гц до 2000 Гц по сравнению с системой из существующего уровня техники, проиллюстрированной при помощи кривой 84.

Кроме того, четырежды проницаемая система 10А (кривая 80), в частности, в диапазоне частот от 500 Гц до 5000 Гц представляет поглощение, превышающее поглощение, обеспечиваемое трижды проницаемой системой 10В (кривая 82).

Как это было видно в упомянутых выше примерах, сопротивление прохождению воздуха для слоя 16 придания жесткости предпочтительным образом имеет величину, заключенную в диапазоне от 3500 Н.м^-3.с до 4500 Н.м^-3.с, и, в частности, составляет, по существу, 4000 Н.м^-3.с.

Сопротивляемость прохождению воздуха для верхнего пористого эластичного слоя 18 предпочтительным образом имеет величину, заключенную в диапазоне от 20000 Н.м^-3.с до 60000 Н.м^-3.с.

Сопротивление прохождению воздуха для верхнего резистивного слоя 20 предпочтительным образом имеет величину, заключенную в диапазоне от 500 Н.м^-3.с до 1500 Н.м^-3.с, и, в частности, заключенную в диапазоне от 900 Н.м^-3.с до 1000 Н.м^-3.с.

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. Система звукоизоляции для транспортного средства имеет в своем составе базовый пружинящий слой, слой придания жесткости и один верхний пористый эластичный слой. Базовый пружинящий слой изготовлен из пористого эластичного материала и предназначен для размещения против некоторой поверхности транспортного средства. Слой придания жесткости, располагающийся поверх базового пружинящего слоя, имеет массу, отнесенную к единице площади поверхности, превышающую 250 г/м². Верхний пористый эластичный слой располагается на слое придания жесткости. Слой придания жесткости изготовлен из плотного пористого материала, имеющего сопротивление прохождению воздуха, превышающее 2500 Hм^-3c, меньшее 6000 Нм^-3с и заключенное в диапазоне от 3000 Нм^-3с до 5000 Hм^-3c. Элемент стенки автомобильного транспортного средства представляет собой пол, переднюю перегородку или колесную нишу. Элемент содержит опору и упомянутую систему. Опора представляет собой элемент кузова транспортного средства, ограничивающий упомянутую поверхность. Часть базового пружинящего слоя системы располагается на некотором расстоянии от опоры для образования воздушной прослойки. Средняя толщина воздушной прослойки превышает среднюю толщину слоя придания жесткости. Достигается уменьшение веса и улучшение звукопоглощения системы звукоизоляции. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Система (с 10А по 10М) звукоизоляции для автомобильного транспортного средства, имеющая в своем составе:
- базовый пружинящий слой (14), реализованный на основе пористого и эластичного материала, причем этот базовый пружинящий слой (14) предназначен для размещения против некоторой поверхности (12) автомобильного транспортного средства;
- слой (16) придания жесткости, располагающийся поверх базового пружинящего слоя (14) и имеющий отнесенную к единице площади поверхности массу, превышающую 250 г/м²;
- по меньшей мере один верхний пористый эластичный слой (18), располагающийся на слое (16) придания жесткости,
отличающаяся тем, что слой (16) придания жесткости реализуется на основе плотного пористого материала, имеющего сопротивление прохождению воздуха, которое является строго превышающим 2500 Hм^-3c, меньшим 6000 Нм^-3с и предпочтительно заключенным в диапазоне от 3000 Нм^-3с до 5000 Hм^-3c.

2. Система (с 10А по 10М) по п.1, отличающаяся тем, что толщина слоя (16) придания жесткости является строго меньшей, чем толщина верхнего пористого эластичного слоя (18) и строго меньшей, чем толщина базового пружинящего слоя (14).

3. Система (с 10А по 10М) по п.1 или 2, отличающаяся тем, что пористый материал слоя (16) придания жесткости содержит спрессованный фетр или слой вторичного материала.

4. Система (с 10А по 10М) по п.1 или 2, отличающаяся тем, что сопротивляемость прохождению воздуха верхнего пористого эластичного слоя (18) предпочтительным образом имеет величину в диапазоне от 10000 Нм^-4c до 140000 Нм^-4с.

5. Система (10А; 10В; 10Е; 10F; 10G; 10J) по п.1 или 2, отличающаяся тем, что слой (16) придания жесткости накладывается на базовый пружинящий слой (14) без вставления пленки, причем верхний пористый эластичный слой (18) накладывается на слой (16) придания жесткости также без вставления пленки.

6. Система (10С; 10D; 10Н; 10I) по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере одну непроницаемую для воздуха пленку (24А, 24В), имеющую толщину, меньшую или равную 150 мкм, и вставленную между слоем (16) придания жесткости и одним и/или другим из верхнего пористого слоя (18) и базового пружинящего слоя (14).

7. Система (10А; 10F; 10J) по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит верхний резистивный слой (20), располагающийся поверх верхнего пористого эластичного слоя (18), причем этот верхний резистивный слой (20) имеет сопротивление прохождению воздуха в диапазоне от 200 Hм^-3c до 2000 Нм^-3с.

8. Система (10А; 10F; 10J) по п.7, отличающаяся тем, что верхний резистивный слой (20) реализуется на основе нетканого материала или спрессованного фетра, имеющего отнесенную к единице площади поверхности массу менее 200 г/м².

9. Система (10F; 10J) по п.7, отличающаяся тем, что она содержит декоративный слой (22) или защитный слой (56), располагающийся на верхнем резистивном слое (20), противоположно по отношению к слою (16) придания жесткости.

10. Система (10Е) по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит декоративный слой (22) или защитный слой (56), наложенный на верхний пористый эластичный слой (18), противоположно по отношению к слою (16) придания жесткости.

11. Система (10G; 10Н; 10I; 10К; 10L; 10М) по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит легкую непроницаемую пленку (26), имеющую отнесенную к единице площади поверхности массу, меньшую или равную 150 г/м², и располагающуюся поверх верхнего пористого эластичного слоя (18), и декоративный слой (22) или защитный слой (56), наложенный на легкую непроницаемую пленку (26), противоположно по отношению к верхнему пористому эластичному слою (18).

12. Система (10А; 10L; 10М) по п.1 или 2, отличающаяся тем, что базовый пружинящий слой (14) и верхний пористый эластичный слой (18) реализуются на основе фетра.

13. Система (с 10А по 10М) по п.1 или 2, отличающаяся тем, что верхний пористый эластичный слой (18) реализуется на основе вспененного материала с извилистостью, превышающей 1,4.

14. Система (10К) по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в по меньшей мере части системы (10К) звукоизоляции базовый пружинящий слой (14) находится на некотором расстоянии от слоя (16) придания жесткости для того, чтобы ограничить воздушную прослойку (30), имеющую среднюю толщину, превышающую среднюю толщину слоя (16) придания жесткости.

15. Элемент стенки автомобильного транспортного средства, в частности пол, передняя перегородка или колесная ниша автомобильного транспортного средства, отличающийся тем, что этот элемент содержит:
- опору, представляющую собой элемент кузова транспортного средства, ограничивающий поверхность (12);
- систему (10J; 10L) в соответствии с любым из предшествующих пунктов, причем по меньшей мере часть базового пружинящего слоя (14) системы (10L) располагается на некотором расстоянии от упомянутой опоры (12) для того, чтобы ограничить между этой опорой (12) и базовым пружинящим слоем (14) воздушную прослойку (30), средняя толщина которой превышает среднюю толщину слоя (16) придания жесткости.