ЦЕЛЬНОФОРМОВАННАЯ ДЕТАЛЬ САЛОНА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Предложение относится к транспортному машиностроению, а более конкретно, к конструктивным деталям кабин легковых и грузовых автомобилей, других транспортных средств.
Эксплуатация автотранспортных средств сопровождается повышенным шумом, оказывающим негативное влияние на работоспособность водителя и снижающим комфортность проезда пассажиров. Предложение позволяет снизить уровень шума в кабине или салоне транспортного средства путем его поглощения.
Уровень техники.
Известны шумопоглощающие внутренние панели отечественных транспортных средств - АТМ-1, ВТ-4, ШОМ- 30, представляющие собой листы перфорированного картона с тканым покрытием различной структуры.
Известна шумопоглощающая панель для облицовки внутренней стороны кабин автомобилей, содержащая сотовую конструкцию из бумаги, стенки которой перпендикулярны к стене кабины (патент ФРГ №3913347, кл. G 10 К 11/16 опублик. 1990.).
Наиболее близкой к предлагаемой группе изобретений по большинству сходных существенных признаков и назначению является шумопоглощающая внутренняя панель кабины транспортного средства, описанная в патенте РФ №2042547 по кл. МПК В 60 R 13/08, опублик. 27.08.95г.
Согласно этому патенту панель (фиг.1) содержит слой поролона 1, облицованный с одной стороны сплошным монтажным слоем 2, а с другой стороны к слою поролона 1 примыкает сотовая конструкция, таким об
разом, что стенки сот 3 и 5 перпендикулярные к стенке кабины, с одной стороны своими торцами приклеены к слою поролона 1, а с другой стороны, обращенной внутрь кабины, торцы стенок сот 3 перекрыты облицовочной пластиной 4, перфорированной сквозными отверстиями.
Фиг.1
При этом образуются замкнутые ячейки 5, которые заполнены хаотично ориентированными волокнами, а сквозные отверстия в облицовочной пластине 4 расположены группами симметрично относительно геометрических центров участков пластины, ограниченных контурами сот. Кроме того, толщина слоя поролона 1 и высота стенок 3 сотовой конструкции по площади панели переменны по взаимно противоположным направлениям при постоянной толщине панели.
Форма ячеек сот в плане может быть круглой, прямоугольной, ромбической или представлять различное сочетание прямолинейных и криволинейных участков. Однако с точки зрения технологичности изготовления панели и особенностей ее работы ячейки сот следует выполнять квадратными или прямоугольными.
В качестве материала стенок сот 3 и облицовочной пластины 4, с точки зрения санитарно-гигиенических требований, применен обивочный водостойкий картон марки ВО (ГОСТ 6659-83), а в качестве волокон, заполняющих ячейки 5 Сотовой конструкции, использованы нитроновые волокна (ТУ 6-06-34-4-79), обладающие высокой термостойкостью и малой гигроскопичностью, что позволяет сохранять их акустические свойства при
эксплуатации транспортных средств в условиях с повышенной температуры и влажности (например, в субтропиках). При падении звуковых волн на панель облицовочная пластина 4 приходит в колебательное движение. Находящиеся в замкнутых ячейках 5 воздух и волокнистый материал демпфируют колебания пластины 4 и способствуют эффективному поглощению низкочастотных составляющих звука. Этому же способствует и то, что стенки сот 3 опираются на слой поролона 1, который является легкодеформируемым материалом. Величину поглощения звука на низких частотах можно регулировать за счет изменения жесткости стенок сот 3, изготавливая их, например, из стеклопластика.
Изменение жесткости стенок сот 3 влияет на размах колебаний пластины 4 и, в соответствии с этим, изменяется поглощение звука на низких частотах (пластина 4 работает как мембранный поглотитель). Расположение сквозных отверстий в пластине 4 группами симметрично относительно геометрических центров участков пластины 4, ограниченных контурами сот, способствует более равномерному прогибу этих участков пластины 4 и тем самым эффективному поглощению звука на низких частотах. Расширению диапазона поглощения звука на низких и средних частотах способствует и то, что толщина слоя поролона 1 и высота стенок 3 сотовой конструкции по площади панели переменны по взаимно противоположным направлениям при постоянной толщине панели. Средне- и высокочастотные составляющие звуковых волн, прошедшие через облицовочную пластину 4, проводят в колебательное движение скелета материала, находящегося в замкнутых ячейках 5, и воздух в порах поролона 1. Вследствие трения слоев воздуха о волокна и стенки пор, а также процессов теплообмена происходит эффективное поглощение средне- и высокочастотных составляющих звука.
Основной недостаток известных устройств - внутренних панелей кабины транспортного средства состоит в невозможности их получения высокопроизводительными
методами термоформования и высокая себестоимость, обусловленная ценами используемых полиуретановых материалов.
Сущность предложения
Задачей предлагаемой полезной модели является получение цельно формованной детали салона транспортного средства с достаточной формоустойчивостью и высокими шумопоглощающими свойствами, которая может быть изготовлена высокопроизводительными методами термоформования из плоского (рулонного) материала.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве панели салона транспортного средства, состоящей из по крайней мере из трех слоев, декоративного, клеевого и шумопоглощающего пористого, выполненного из синтетических волокон, согласно предложению, шумопоглощающий пористый слой выполнен из рулонного нетканого полотна из смеси синтетических волокон, скрепленного пучками неплавкого полиэфирного волокна, частично расплавленными бикомпонентными полиэфирными волокнами типа «ядро-оболочка» и/или волокнами из полипропилена
Формоустойчивость конструкции обеспечивается применением вышеуказанных легкоплавных волокон, которые в процессе нагрева и формовании расплавляются и сшивают (скрепляют) композитный материал.
В качестве элемента, обеспечивающего высокие шумопоглащающие свойства, использовано полиэфирное волокно, которое не плавится в процессе термоформования и обеспечивает наличие воздушных зазоров в структуре композитного материала и изделий из него.
Перечень фигур чертежей.
Сущность изобретения поясняется фигурой (фиг.2), на которой представлен контур крыши салона легкового автомобиля и схематически показано поперечное сечение слоистой конструкции.
Пример 1 Крыша салона легкового автомобиля ВАЗ 2112 - крупногабаритная цельноформованная деталь салона транспортного средства состоит из трех слоев:
1 слой - нетканое полотно из смеси волокон.
2 слой - отвержденный клей.
3 слой - декоративный материал.
1 слой состоит смеси штапелированных волокон следующего состава (масс.%°):
- бикомпонентное легкоплавкое полиэфирное волокно - 50;
- полипропиленовое волокно - 10;
- полиэфирное волокно - 40.
Длина и толщина штапелированных волокон составляет:
- бикомпонентное легкоплавкое полиэфирное волокно - 51 мм/0,44 текс;
- полипропиленовое волокно - 66 мм/0,68 текс;
- полиэфирное волокно - 66 мм/0,33 текс.
Полипропиленовое волокно окрашено в черный цвет. Массовая доля технического углерода в волокне 5 масс.%.
2
-1
Формование и скрепление структуры декоративного полотна осуществляется на иглопробивном агрегате. Поверхностная плотность 1000÷1200 г/м. Плотность прокалывания - 100 см глубина прокалывания волокнистого холста 8 мм.
Из полотна готового нетканого материала вырезают заготовки для прессования.
Заготовки нетканого материала нагреваются при температуре 160±5 °C в течение 2-х минут вместе с декоративным материалом и формуются в холодной форме.
Изделия обладают высокими акустическими свойствами, достаточной формоустойчивостью.
Результаты акустических, тепловых и физико-механических испытаний приведены в таблице 1.
Пример 2. Крыша салона грузового автомобиля ГАЗ 2217 («Соболь») -крупногабаритная цельноформованная деталь салона транспортного средства имеет конструкцию по примеру 1, но шумопоглощающий слой состоит из волокон следующего состава (масс.%):
- бикомпонентное легкоплавкое полиэфирное волокно - 50;
- полипропиленовое волокно - 15 белого цвета;
- полиэфирное волокно -35 черного цвета.
Длина и толщина штапелированных волокон составляет:
- бикомпонентное легкоплавкое полиэфирное волокно - 55 мм/0,44 текс;
- полиэфирное волокно - 66 мм/0,33 текс;
- полипропиленовое волокно - 66 мм/0,68 текс.
35% полиэфирного волокна окрашено в черный цвет. Массовая доля технического углерода в волокне 5 масс.%.
Заготовки нетканого материала нагреваются при температуре 160±10°С в течение 2-х минут вместе с декоративным материалом и формуются в холодной форме. При этом получаются изделия, состоящие из 3-х слоев. Результаты акустических, тепловых и физико-механических испытаний приведены в таблице 1.
Изделия обладают достаточной формоустойчивостью. Шумопоглощающие свойства изделия не ниже, чем свойства изделия, описанного в примере №1. Характеристики механических и тепловых свойств достаточны для практического применения детали.
Таблица 1
Показатели/номер примера
1
2
Состав композиции, %
Бикомпонентное полиэфирное волокно
50
50
Полиэфирное волокно
40 (белое)
35 (черное)
Полипропиленовое волокно
10(черное)
15 (белое)
Вес 1 кв. м, г
1100-1200
1100-1200
Стрела прогиба, мм (120°С - 1 час)
49
15
Теплостойкость (95°М - 6 часов) без изменения внешнего вида
+
+
Стойкость к знакопеременным температурным нагрузкам: 8 час - 40°С, относ. Вл. 90-100% 8 час- -40°С 16 час-23°С относ, вл. 50%
+
+
Реверберационный коэффициент шумопоглощения На частоте: (=требования ТУ) 500 Гц=30% 1000 Гц=60% 2000 Гц=80% 4000 Гц=90% 8000 Гц=100% Оценка результата тестирования свойств
35 60 83 108 118 +
36 60 82 108 117 +
Коэффициент теплопроводности, ккал/м.час °С
0,031
0,032