ES2235081T3 - Elemento de apantallamiento acustico. - Google Patents

Elemento de apantallamiento acustico.

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Abstract

Elemento de apantallamiento acústico con al menos una placa fonoabsorbente (1) que presenta muchas perforaciones pequeñas (2) y con un sistema (3) de cámaras (4), en el que la placa (1) presenta un espesor (d) comprendido entre 0, 001 mm y 50 mm y sirve de cubierta frontal del sistema (3) de cámaras (4), y en el que el diámetro medio o la anchura de la perforación (2) está comprendido entre 0, 001 mm y 2 mm y la relación de agujeros-superficie está comprendida entre 0, 01% y 8%, y en el que los tabiques (5) entre las cámaras (4) discurren sustancialmente en ángulo recto con el plano de la placa (1), caracterizado porque las cámaras (4) presentan una anchura interna (B) comprendida entre 0, 5 y 20 cm y los tabiques (5) tienen un espesor de pared (S) comprendido entre 0, 5 mm y 4 mm.

Description

Elemento de apantallamiento acústico.
La invención se refiere a un elemento de apantallamiento acústico con al menos una placa que presenta muchas perforaciones pequeñas según el preámbulo de la reivindicación 1.
Tales elementos de apantallamiento acústico, que se emplean, por ejemplo, para proteger contra la difusión del sonido desde la zona de ruido de un recinto a un recinto contiguo y/o para cubrir piezas estructurales reflectantes del sonido o generadoras de sonido, son ya conocidos (documentos WO 00/68039 y WO 99/44816). En este caso, el dimensionamiento del diámetro medio o de las perforaciones pequeñas configuradas como agujeros, hendiduras o similares es tan importante como la proporción de superficie que presentan tales perforaciones sobre la superficie total del elemento de apantallamiento acústico. Esta llamada "relación de agujeros a superficies" deberá ser muy pequeña y lo mismo ocurre con el diámetro medio o la anchura de las perforaciones. Se prefieren relaciones de agujeros-superficie entre 0,01% y 10%, así como diámetros medios o anchuras de las perforaciones entre 0,01 mm y 1 mm.
En tales elementos de apantallamiento acústico es ya conocido también el disponer tales placas provistas de muchas perforaciones pequeñas en paralelo una tras otra delante de, por ejemplo, la pared reflectante del sonido y mantenerlas a distancia una de otra por medio de distanciadores.
Además, es conocido también (documento DE-AS 1 180 155) el equipar una placa de aislamiento acústico consistente en al menos tres capas con placas frontales agujereadas y una placa de fibra dura inserta a manera de emparedado entre las placas frontal y posterior; están previstos entonces también unos agujeros grandes que atraviesan el sistema de tres placas y sirven sobre todo para la ventilación.
En el caso de piezas estructurales aislantes del sonido, conformadas en plástico, es conocido también (documento US 4 479 992) el estabilizar en forma mecánica partes de pared delgadas fuertemente sobresalientes haciendo que las mismas estén provistas, en el lado posterior, de una estructura de rigidización de forma de nido de abeja.
La invención se basa en el problema de mejorar aún más elementos de apantallamiento acústico del género citado al principio en cuanto a su absorción del sonido de una manera lo más sencilla posible y con bajos costes de fabricación.
La invención está caracterizada en la reivindicación 1, y en las demás reivindicaciones subordinadas y en la descripción se reivindican y describen, respectivamente, formas de ejecución preferidas.
Se ha comprobado de manera muy sorprendente que la absorción del sonido puede ser mejorada según la invención cuando detrás de la placa está dispuesto un sistemas de cámaras que están separadas una de otra por tabiques. La placa sirve entonces ciertamente como cubierta del lado frontal del sistema de cámaras, en el que los tabiques discurren sustancialmente en ángulo recto con la placa. Este "sistema de cajones o artesones" se muestra esquemáticamente en la figura 1. Las mediciones efectuadas han confirmado que la superficie de absorción equivalente, que representa una medida de la absorción, especialmente en el rango audible de las ondas acústicas, puede ser mejorada en grado muy considerable y, para determinados dominios de frecuencia, puede serlo en una cuantía múltiple. Estos resultados no han sido previsibles, aún cuando era conocido el disponer material agujereado, especialmente de espuma, entre una capa exterior perforada y una placa de cubierta posterior (documento US 3 770 560). La ejecución según la invención no es comparable tampoco, por ejemplo, con resonadores de Helmholtz ya conocidos desde hace mucho tiempo, los cuales presentan cámaras de forma sustancialmente circular en sección transversal, hechas, por ejemplo, en plástico, las cuales están cubiertas con una delgada lámina de cubierta vibrante o con una placa frontal que presenta una perforación para cada cámara de Helmholtz.
En la invención se configuran las cámaras preferiblemente en forma rectangular en sección transversal, de modo que los tabiques discurren siempre en un plano sustancialmente recto, con lo que se facilita mucho la fabricación de incluso elementos de apantallamiento acústico de gran superficie. Sin embargo, los tabiques pueden estar configurados también a manera de nido de abeja o estar formados por tramos de tubo yuxtapuestos. Las cámaras tienen una anchura interna comprendida entre 10 mm y 300 mm. Los tabiques deberán ser de pared lo más delgada posible; los espesores de pared están comprendidos entre 0,5 mm y 5 mm, así como 3 mm.
Como material para los tabiques se recomienda sobre todo polipropileno en el caso de un revestimiento artesonado de los bajos de vehículos automóviles. En aplicaciones a alta temperatura son ventajosos también metales, por ejemplo aluminio, para los tabiques.
Para la placa se prefiere especialmente una relación de agujeros-superficie entre 1% y 8%, y el diámetro medio o la anchura de las perforaciones pequeñas deberá estar comprendido entre 0,05 mm y 1 mm. El sistema de las cámaras y tabiques deberá conectarse a una pared trasera en el lado alejado de la placa; esta pared trasera puede estar configurada igualmente como una placa. Sin embargo, puede faltar también la pared trasera.
Las cámaras están preferiblemente llenas de aire. Se sospecha que las vibraciones del aire detrás de la "placa agujereada" provista de pequeñas perforaciones, especialmente pequeños agujeros de forma circular, son influenciadas por los tabiques dispuestos como "paredes transversales" de tal manera que una proporción considerablemente mayor de "energía acústica" es amortiguada en la placa microperforada situada delante de ella.
En lo que sigue, se describe un ejemplo de ejecución preferido de la invención haciendo referencia al dibujo. Muestran en éste:
La figura 1, una vista parcial esquemática (con arranque parcial) de un elemento de apantallamiento acústico según la invención y
Las figuras 2 y 3, curvas para la superficie de absorción equivalente en m^{2} en función de la frecuencia de medida f en Hz.
Según la figura 1, detrás de la placa 1 provista de pequeñas perforaciones 2 configuradas como agujeros está dispuesto un sistema 3 de cámaras 4 que están formadas por tabiques 5 que se extienden ortogonalmente a la placa 1. En este ejemplo las cámaras 4 son de sección transversal rectangular, especialmente cuadrada, con una anchura B y una profundidad T entre el lado posterior de la placa 1 y la pared posterior 6, la cual puede consistir igualmente en una placa. Sin embargo, esta pared posterior puede suprimirse también, lo que, sorprendentemente, apenas modifica el comportamiento de absorción. Los tabiques 5 presentan un espesor de pared S lo más pequeño posible que ha de garantizar sobre todo una estabilidad suficiente del sistema de cámaras especialmente autoportante A de "artesones".
En un ejemplo de ejecución sometido a mediciones el espesor de pared d de la placa 1 es de aproximadamente 2 mm. Se emplean diámetros de agujero D de 0,8 mm y la relación de agujeros-superficie, es decir, la proporción de la superficie ocupada por los agujeros en la superficie total de la placa 1, es de 0,5%. El sistema de cámaras 3 presenta una profundidad T de 30 mm. Las paredes de las cámaras o los tabiques 5 con un espesor de pared S de 2 mm son de polipropileno.
Su anchura B está indicada en la tabla siguiente. La placa 1 consiste en fundición inyectada transparente; presenta un espesor de pared d de 2 mm.
En el presente ejemplo de ejecución las cámaras 4 presentan la altura H y la anchura B. Las dimensiones de toda la disposición medida son de 1200 mm x 800 mm.
B (mm) H(mm)
A 800 1200
B 400 400
C 200 200
D 100 100
E 50 50
F sin cámaras, sólo con pernos distanciadores
En la figura 2 se recoge la superficie de absorción equivalente (m^{2}) (medida en la cabina alfa) en función de la frecuencia de medida para los ejemplos A a F de la tabla, es decir, para anchuras y alturas diferentes de las cámaras 4. Cuando la placa agujereada 1 está dispuesta sin tabiques a la distancia T de la pared posterior 6, lo que puede materializarse por medio de distanciadores adecuados, resulta la curva F. Al aumentar la limitación de la anchura B y la altura H de las cámaras 4 se alcanzan mayores valores de absorción o valores \alpha. La superficie de absorción equivalente se agranda a, por ejemplo, 500 Hz hasta un 600%, es decir, en una cuantía de cinco veces. Incluso a una frecuencia de 8 kHz se obtiene aún un agrandamiento de la superficie de absorción equivalente hasta más del doble.
La figura 3 muestra, para medidas de artesonado iguales a las del ejemplo anterior, la dependencia de la evolución de la absorción respecto del "grado de artesonado" cuando se elige una sintonización de alta frecuencia de las microperforaciones. Sin embargo, en contraposición a la figura 2, la distancia, es decir, la profundidad T, de la placa microperforada 1 a la pared posterior 6 es de sólo T = 20 mm. También aquí se puede conseguir por medio del artesonado una mejora considerable de la absorción, incluso aunque el incremento porcentual resulte ser menos grande que con la sintonización de baja frecuencia. El espesor de pared d de la placa 1 es d = 0,5 mm con perforaciones 2 de forma de hendiduras de 0,1 mm de anchura y para una relación de agujeros-superficie de 5%.
El elemento de apantallamiento acústico según la invención se puede aplicar no sólo en recintos, sino también para apantallar máquinas y grupos productores de ruido en vehículos automóviles. Se obtienen también campos de aplicación preferidos en aviones y especialmente en barcos de pasajeros, en los que la zona de la cabina deberá estar especialmente protegida contra el ruido.
La fabricación del elemento de apantallamiento acústico puede efectuarse, por ejemplo, por medio de los siguientes procedimientos de fabricación preferidos de modo que los tabiques que forman las cámaras formen una unidad de construcción mecánica con la placa o la capa que cubre las cámaras:
1.
Se calienta una lámina de material sintético termoplástico por medio de un campo de calentamiento y luego se la introduce, especialmente por medio de vacío, en un útil de embutición profunda que forma las cámaras. La lámina se ciñe al contorno de las cámaras y se endurece por enfriamiento. Las perforaciones pueden producirse por medio de campos de agujas perforando los fondos de las cámaras, los cuales forman la placa o la capa. Esto es posible aún en el útil de embutición profunda o bien posteriormente después del desmoldeo. En vez del procedimiento de embutición profunda en vacío es aplicable también un procedimiento de soplado correspondiente en el que la lámina de material sintético termoplástico sea presionada por la presión de soplado contra el contorno del útil conformador mediante moldeo por soplado.
2.
Se prensan velos, espumas, láminas o masas plásticas en forma de una estructura de cámaras. En este caso, es posible el prensado en frío de materiales termoplásticos previamente calentados por vía térmica o el prensado en caliente de materiales duroplásticos. Las perforaciones pueden practicarse aquí también mediante perforación en el propio útil de prensado o bien posteriormente. Además, es posible aquí también conformar de manera correspondiente material ya "perforado" de antemano. A este fin, puede utilizarse un velo delgado que presente una proporción media de aberturas y un diámetro medio de las aberturas que correspondan a las reglas de dimensionamiento para las perforaciones del preámbulo de la reivindicación 1.
3.
Una pieza estructural que integre la placa o la capa, por un lado, y los tabiques de la cámara, por otro, puede ser fabricada también por fundición, fundición inyectada, prensado inyectado o estampación inyectada. Se recomienda aquí también el empleo de un mismo material para la placa y los tabiques. Según una ejecución preferida, los tabiques con la estructura de cámaras de, especialmente, polipropileno se aplican por inyección a una lámina de polipropileno provista de las perforaciones y laminada especialmente con agujas, en particular una capa compuesta de aluminio y polipropileno.

Claims (10)

1. Elemento de apantallamiento acústico con al menos una placa fonoabsorbente (1) que presenta muchas perforaciones pequeñas (2) y con un sistema (3) de cámaras (4), en el que la placa (1) presenta un espesor (d) comprendido entre 0,001 mm y 50 mm y sirve de cubierta frontal del sistema (3) de cámaras (4), y en el que el diámetro medio o la anchura de la perforación (2) está comprendido entre 0,001 mm y 2 mm y la relación de agujeros-superficie está comprendida entre 0,01% y 8%, y en el que los tabiques (5) entre las cámaras (4) discurren sustancialmente en ángulo recto con el plano de la placa (1), caracterizado porque las cámaras (4) presentan una anchura interna (B) comprendida entre 0,5 y 20 cm y los tabiques (5) tienen un espesor de pared (S) comprendido entre 0,5 mm y 4 mm.
2. Elemento de apantallamiento acústico según la reivindicación 1, caracterizado porque la placa con los tabiques está configurada como una unidad de construcción de una sola pieza, habiéndose obtenido concretamente por embutición profunda de una lámina y/o habiéndose fabricado por el procedimiento de soplado o por inyección de los tabiques (5) contra una lámina laminada con agujas.
3. Elemento de apantallamiento acústico según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las cámaras (4) están configuradas con sección transversal de forma rectangular y los tabiques (5) se extienden cada uno de ellos en un plano sustancialmente recto.
4. Elemento de apantallamiento acústico según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la relación de agujeros-superficie de la placa (1) está comprendida entre 1% y 8%.
5. Elemento de apantallamiento acústico según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el diámetro medio o la anchura de las perforaciones (2) está comprendo entre 0,05 mm y 0,7 mm.
6. Elemento de apantallamiento acústico según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la placa (1) consiste en un material compuesto de aluminio-polipropileno.
7. Elemento de apantallamiento acústico según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los tabiques (5) son de polipropileno.
8. Elemento de apantallamiento acústico según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el sistema (3) de cámaras (4) y tabiques (5) está cubierto por una pared posterior (6) en el lado alejado de la placa (1).
9. Elemento de apantallamiento acústico según la reivindicación 8, caracterizado porque la pared posterior (6) está configurada en forma de una placa.
10. Elemento de apantallamiento acústico según una de las reivindicaciones 2 a 9 precedentes, caracterizado porque la lámina laminada con agujas está constituida por un material compuesto de aluminio-polipropileno.
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