УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ САЛОНА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, В ЧАСТНОСТИ АВТОМОБИЛЯ
CAR CABIN SOUND-PROOFING DEVICE

Настоящее изобретение относится к устройству для звукоизоляции салона транспортного средства, в частности автомобиля.
Точнее говоря, изобретение касается такого устройства, которое предназначено для размещения между листовым полотном кузова транспортного средства и полотном внутренней обшивки.
Этот известный тип устройства представляет собой, как правило, для крыши автомобиля пластину на основе смолы, приклеенную к полотну кузовного листа крыши. Такой тип пластины на основе смолы, приклеенной в некоторой области полотна листа, позволяет придать жесткость крыше, но имеет следующие недостатки: стоимость, значительная масса, клей, который используется на заводе по сборке автомобилей, влияющий на здоровье операторов, часто трудный способ приклеивания. Что касается затруднений, вызванных неудобствами способа приклеивания, то они вытекают из того, что приклеивание осуществляется внутри автомобиля, что может, с одной стороны, вынудить операторов работать с поднятыми руками и даже вслепую или, с другой стороны, требует использования дорогостоящих роботов.
Целью настоящего изобретения является, в частности, исключение недостатков известного уровня техники.
Для достижения этой цели в качестве объекта изобретения предложено устройство для звукоизоляции салона транспортного средства, в частности автомобиля, предназначенного для размещения между полотном кузовного листа автомобиля и полотном внутренней обшивки. Устройство содержит пластину из вспененного материала на основе полимера, пропитанного смесью минерального наполнителя и органического связующего, при этом пластина из вспененного материала находится в непосредственном контакте с полотном кузовного листа и полотном внутренней обшивки.
В различных вариантах воплощения устройства по изобретению можно, кроме того, при необходимости прибегнуть к тому или иному из следующих положений:
- полимер пластины из вспененного материала выполнен на основе полиуретана;
- органическое связующее смеси выполнено на акриловой основе;
- минеральный наполнитель содержит алюмосиликат;
- минеральный наполнитель является мелом;
- смесь состоит на 50% масс. из минерального наполнителя и на 50% масс. из органического связующего или на 60% масс. из минерального наполнителя и на 40% масс. из органического связующего;
- пластина из вспененного материала имеет плотность, равную 18 килограммам на кубический метр;
- пластина из вспененного материала имеет толщину, составляющую от 5 миллиметров до 15 миллиметров.
Кроме того, объектом изобретения является также система внутренней обшивки салона транспортного средства, в частности автомобиля, содержащей полотно внутренней обшивки, позволяющее обшить полотно кузовного листа автомобиля. Система содержит устройство по изобретению, пластина из вспененного материала которого жестко соединена непосредственно с верхней поверхностью полотна внутренней обшивки таким образом, что пластина из вспененного материала может быть размещена между полотном внутренней обшивки и полотном кузовного листа, непосредственно контактируя с последней.
В варианте воплощения этой системы пластина из вспененного материала наклеена на полотно внутренней обшивки.
Кроме того, объектом изобретения является также транспортное средство, в частности автомобиль, содержащий, с одной стороны, кузов с крышей, имеющий листовое полотно, и, с другой стороны, салон, в котором размещено полотно внутренней обшивки кузова. В этом транспортном средстве полотно внутренней обшивки является системой по изобретению, в которой устройство по изобретению содержит пластину из вспененного материала, которая расположена между листовым полотном крыши и полотном внутренней обшивки крыши, находясь в контакте, по меньшей мере, с одной определенной зоной листового полотна крыши и, по меньшей мере, с одной определенной зоной полотна внутренней обшивки крыши.
В этом автомобиле пластина из вспененного материала предварительно напряжена между определенными областями листового полотна крыши и полотна внутренней обшивки крыши.
В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
- фиг.1 схематично изображает вид в изометрии автомобиля, снабженного устройством для звукоизоляции по изобретению;
- фиг.2 схематично изображает сечение по линии II-II фиг.1;
- фиг.3 и 4 схематично изображают лист крыши автомобиля соответственно в состоянии покоя и при вибрации;
- фиг.5 схематично изображает вид в изометрии, иллюстрирующий работу устройства для звукоизоляции при вибрации.
На различных чертежах одинаковыми позициями обозначены идентичные или подобные элементы.
В нижеследующем описании направлением Х обозначено продольное направление, соответствующее оси движения автомобиля, направление Y является поперечным, а направление Z является вертикальным в соответствии с ортонормальной системой отсчета.
В соответствии с чертежами позиция 10 изображает автомобиль по изобретению, кузов которого классическим образом снабжен крышей, содержащей, по существу, горизонтальное листовое полотно 12. Известным образом листовое полотно крыши 12 размещено в поперечном направлении между продольными балками и в продольном направлении между верхней передней траверсой и верхней задней траверсой. Упомянутое полотно 12 удерживается продольными балками, траверсами и промежуточной траверсой, размещенной на половине длины между передней и задней траверсами, причем эти траверсы и продольные балки конструкции кузова не изображены на чертежах.
Автомобиль содержит полотно 14 внутренней обшивки, которая позволяет облицевать верх салона для того, чтобы закрыть листовое полотно 12 крыши от пассажиров салона. Полотно 14 внутренней обшивки прикреплено классическим образом к конструкции кузова автомобиля.
Ограниченный полотном 12 листа кузова и полотном внутренней обшивки 14 автомобиль 10 содержит два устройства 20 для звукоизоляции в областях, способных перемещаться, когда они подвергаются вибрационным воздействиям или механическим нагрузкам в процессе мойки или, например, в процессе окраски.
Каждое из устройств 20 для звукоизоляции представляет собой пластину из вспененного материала с акустическими свойствами, находящуюся, по существу, в плоском контакте с полотном листа кузова 12 и с полотном 14 внутренней обшивки. Плоский контакт обеспечивает достаточно плотный контакт для передачи вибраций или усилий между пластиной из вспененного материала или полотнами.
Толщина пластины из вспененного материала изменяется от 5 миллиметров до 15 миллиметров в зависимости от модели автомобиля, подлежащего звукоизоляции, и скорее в интервале толщин от 5 до 8 миллиметров. В представленном варианте воплощения толщина этой пластины составляет 5 миллиметров.
Пластина из вспененного материала для звукоизоляции образована вспененной полимерной основой, равномерно пропитанной смесью, содержащей минеральный наполнитель и органическое связующее.
Органическое связующее выполнено на акриловой основе, то есть на основе полиакрилонитрила.
Полимер выполнен на основе вспененного полиуретана с малой плотностью, например с плотностью, по существу, равной 18 килограммам на кубический метр, то есть с плотностью, составляющей от 14 килограммов на кубический метр до 22 килограммов на кубический метр. В процессе пропитки вспененной основы смесью, например путем погружения ее в ванну со смесью, смесь в большей или меньшей степени заполняет поры пены, при этом органическое связующее обеспечивает сцепление минерального наполнителя со вспененной основой.
Акриловая основа и минеральный наполнитель составляют соответственно сорок и шестьдесят процентов массы смеси, которая со своей стороны составляет восемьдесят процентов объема или восемьдесят процентов массы конечного продукта. Полиуретановая пена, являющаяся основой пластины из вспененного материала, составляет восемьдесят процентов конечного продукта. Как вариант, масса смеси состоит на пятьдесят процентов из минерального наполнителя и органического связующего.
3
В описанном варианте воплощения, который представляет собой пример реализации с хорошим результатом исследований звукоизоляции в различных автомобилях, при этом минеральным наполнителем является мел, то есть, в основном, известняк, обозначаемый СаСО, и алюмосиликат, часто называемый глиной. В другом примере воплощения минеральным наполнителем является глина.
Пластина из вспененного материала для звукоизоляции после пропитки смесью становится вязкоупругой, клейкой на ощупь, но не прилипающей, так что она должна быть приклеена для крепления в автомобиле между полотном 12 листа кузова и полотном 14 внутренней обшивки. Пластину из вспененного материала наклеивают на верхнюю поверхность полотна внутренней обшивки 14 перед установкой полотна внутренней обшивки 14 в салон автомобиля 10. Наклеивание осуществляется на заводе по производству автомобилей или на заводе-изготовителе оборудования для автомобилей, поставляющем полотно для внутренней обшивки производителю автомобилей.
Каждая пластина 20 из вспененного материала для звукоизоляции наклеена на определенную область полотна внутренней обшивки крыши напротив определенной области крыши, которую необходимо звукоизолировать, причем упомянутые области являются различными в зависимости от модели автомобиля, подлежащего звукоизоляции.
В варианте воплощения, представленном на фиг.1, пластины из вспененного материала имеют прямоугольный контур. Первая пластина 20 размерами 400×100 миллиметров расположена на половине длины между верхней передней траверсой и средней траверсой крыши. Второй пенистый слой 20 размерами 400×100 миллиметров расположен на половине длины между верхней задней траверсой и средней траверсой кузова. Как вариант, могут быть предусмотрены другие формы, другие размеры и другое расположение пластины из вспененного материала для звукоизоляции или нескольких таких пластин для звукоизоляции. Полотно для внутренней обшивки 14, снабженное звукоизолирующей пластиной 20 из вспененного материала, образует систему внутренней обшивки, которая установлена в салоне автомобиля таким образом, что пластина 20, будучи предварительно напряженной, сжимается, например, на два миллиметра между полотном кузовного листа 12 и полотном внутренней обшивки 14.
Принцип работы устройства звукоизоляции и системы внутренней обшивки по изобретению описан со ссылкой на фиг.3-5.
На фиг.3 листовое полотно крыши 12 изображено в состоянии покоя, а на фиг.4 оно изображено под действием вибрации, при этом его центральная часть между продольными балками и конструктивными траверсами кузова деформируется волнообразно.
Изобретение позволяет уменьшить деформацию листового полотна крыши 12 под действием вибрации с целью уменьшения акустических излучений упомянутого полотна.
Звукоизоляционная пластина 20, предварительно напряженная между листовым полотном крыши 12 и полотном внутренней обшивки 14, действует как множество домкратов, амортизирующих, в основном, вибрации листового полотна кузова 12. Фиг.5 иллюстрирует работу пластины 20, показывая работу его компонентов, зная, что эта пластина 20 является, в общем, гомогенной, а не слоистой.
В пластине из вспененного материала полиуретановая основа ведет себя как пружины 20С, которые обеспечивают ее напряжение, передавая свою жесткость звукоизолирующему устройству. Изображенная как амортизаторы 20А на фиг.5, акриловая основа пропитанной смеси обеспечивает эффект связующего, которое удерживает минеральный наполнитель пропитки и рассеивает энергию, преобразуя путем трения механическую энергию вибраций в тепло. Изображенный в виде слоя 20В на фиг.5, минеральный наполнитель пропитки своей массой придает инерцию устройству звукоизоляции и рассеивает энергию, преобразуя трением механическую энергию вибраций в тепло.
Предпочтительно система внутренней обшивки, упомянутая выше, позволяет экономически и эффективно:
- уменьшать гул крыши, вызванный шумами езды, такими как стуки колес по дороге или вибрации моторной группы, передаваемые кузову и корпусу автомобиля,
- поглощать такие шумы, как шум дождя по крыше, и
- уменьшать неровности крыши, следствием чего является эффект придания жесткости крыше, позволяющий исключить, например, деформацию крыши при ее очистке надавливанием губкой, в процессе шлифовки перед восстановлением крыши и покраской.
Преимущественно решение по изобретению является более экономичным, более легким и более эргономично предпочтительным при изготовлении в производстве, чем решения, обычно используемые для звукоизоляции крыши автомобильного транспортного средства, а именно слои на основе смолы, приклеенные к листу кузова, элементы жесткости типа листовых деталей, приклеенный картон, полотна внутренней обшивки, приклеенные с помощью клеев, создающих санитарные проблемы и трудности при наложении.