ES2945340T3 - Acoustic protection screen designed to be mounted under a motor vehicle engine - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a una pantalla de protección acústica destinada a ser montada bajo el motor de un vehículo automóvil, comprendiendo la pantalla un elemento fibroso y poroso termocomprimido, estando distribuidas las fibras que constituyen el elemento de acuerdo con los siguientes porcentajes en peso: entre el 25% y un 35% de fibras de absorción acústica de tereftalato de polietileno (PET) y con un título entre 1,5 y 2 dtex; entre un 25% y un 35% de fibras de resistencia mecánica de tereftalato de polietileno (PET) y con un título entre 6 y 7 dtex; entre un 35 % y un 45 % de fibras de unión que aseguran una unión entre las fibras del elemento después de que se hayan fundido al menos parcialmente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)The invention refers to an acoustic protection screen intended to be mounted under the engine of a motor vehicle, the screen comprising a fibrous and porous heat-compressed element, the fibers that constitute the element being distributed according to the following percentages by weight: between 25% and 35% of acoustic absorption fibers of polyethylene terephthalate (PET) and with a title between 1.5 and 2 dtex; between 25% and 35% of mechanical resistance fibers of polyethylene terephthalate (PET) and with a title between 6 and 7 dtex; between 35% and 45% bonding fibers that ensure a bond between the fibers of the element after they have been at least partially melted. (Automatic translation with Google Translate, without legal value)
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Pantalla de protección acústica diseñada para montar bajo un motor de vehículo automóvilAcoustic protection screen designed to be mounted under a motor vehicle engine
La invención se refiere a una pantalla de protección acústica destinada a ser montada bajo un motor de vehículo automóvil.The invention relates to an acoustic protection screen intended to be mounted under a motor vehicle engine.
Es conocida la realización de una pantalla de protección acústica destinada a ser montada bajo el motor de un vehículo automóvil, comprendiendo dicha pantalla un cuerpo fibroso y poroso termocomprimido, las fibras constitutivas de dicho cuerpo se distribuyen según los siguientes porcentajes en peso:The realization of an acoustic protection screen intended to be mounted under the engine of a motor vehicle is known, said screen comprising a fibrous and porous thermocompressed body, the fibers constituting said body are distributed according to the following percentages by weight:
cerca de 60% de resistencia mecánica fibras a base de tereftalato de polietileno (PET) y con un título de 6,7 dtex, about 60% of mechanical resistance fibers based on polyethylene terephthalate (PET) and with a title of 6.7 dtex,
aproximadamente un 40% de fibras aglutinantes que proporcionan unión entre las fibras de dicho cuerpo después de su fusión al menos parcial, dividiéndose dichas fibras en aproximadamente un 20% de fibras de dos componentes y aproximadamente un 20% de fibras de polipropileno que proporcionan la unión después de su fusión.about 40% binder fibers that provide bonding between the fibers of said body after their at least partial fusion, said fibers being divided into about 20% bicomponent fibers and about 20% polypropylene fibers that provide the bond after their merger.
El documento US 2019/080678 describe una pantalla de protección acústica destinada a ser montada bajo un motor de vehículo automóvil, comprendiendo dicha pantalla un cuerpo fibroso y poroso termocomprimido, en donde dicha pantalla es aquella en la que las fibras que constituyen dicho cuerpo están distribuidas según los siguientes porcentajes en peso:Document US 2019/080678 describes an acoustic protection screen intended to be mounted under a motor vehicle engine, said screen comprising a thermocompressed fibrous and porous body, wherein said screen is one in which the fibers constituting said body are distributed according to the following percentages by weight:
- 55 % de fibras de absorción acústica a base de tereftalato de polietileno y con un título de 2,2 dtex,- 55% sound-absorbing fibers based on polyethylene terephthalate and with a count of 2.2 dtex,
-15% de fibras con resistencia mecánica a base de tereftalato de polietileno y con un título entre 6 y 7 dtex, -15% fibers with mechanical resistance based on polyethylene terephthalate and with a title between 6 and 7 dtex,
-15% de fibras de aglomerantes que aseguran una conexión entre las fibras de dicho cuerpo tras su fusión al menos parcial.-15% binder fibers that ensure a connection between the fibers of said body after its at least partial fusion.
Se especifica que las fibras aglomerantes de dos componentes comprenden un núcleo con un punto de fusión elevado y una cubierta con un punto de fusión inferior, proporcionando dicha cubierta la aglomeración entre las fibras tras su fusión.The bicomponent binder fibers are specified to comprise a high melting point core and a lower melting point sheath, said sheath providing bonding between the fibers upon melting.
En particular, las fibras de dos componentes comprenden un núcleo de tereftalato de polietileno, con un punto de fusión del orden de 250 °C, y la cubierta está hecha de tereftalato de polietileno que ha sufrido una modificación química para presentar un punto de fusión más bajo, por ejemplo del orden de 180°C.In particular, bicomponent fibers comprise a core of polyethylene terephthalate, with a melting point of the order of 250°C, and the sheath is made of polyethylene terephthalate that has undergone chemical modification to have a higher melting point. low, for example of the order of 180°C.
Tal pantalla tiene la ventaja, debido a la porosidad del cuerpo, de permitir la absorción acústica del ruido emitido por el motor.Such a screen has the advantage, due to the porosity of the body, of allowing acoustic absorption of the noise emitted by the engine.
Además, el uso de fibras con resistencia mecánica permite dar al cuerpo una muy buena rigidez.In addition, the use of fibers with mechanical resistance allows to give the body a very good rigidity.
En efecto, las fibras de resistencia mecánica tienen un título de 6,7 dtex, lo que les confiere un elevado módulo de flexión.Indeed, the mechanical resistance fibers have a title of 6.7 dtex, which gives them a high flexural modulus.
Una pantalla de este tipo está sujeta, durante su vida, a proyecciones de grava muy perjudiciales para ella, rompiéndose progresivamente las fibras de resistencia mecánica, lo que conduce a su degradación prematura. A screen of this type is subject, during its life, to projections of gravel that are very damaging to it, progressively breaking the fibers of mechanical resistance, which leads to its premature degradation.
Para paliar este inconveniente, se ha propuesto cubrir la cara del cuerpo expuesta a los resaltes con una película plástica que permita absorber el impacto de la grava y preservar la integridad de dicho cuerpo.To alleviate this inconvenience, it has been proposed to cover the face of the body exposed to the projections with a plastic film that allows absorbing the impact of the gravel and preserving the integrity of said body.
Sin embargo, la colocación de una película de este tipo conduce a un aumento del coste de fabricación de la pantalla y también a su aumento de peso.However, the placement of such a film leads to an increase in the manufacturing cost of the screen and also to its increase in weight.
Finalmente, las fibras de resistencia mecánica tal como se han definido con anterioridad no son las fibras más adecuadas para conseguir una absorción acústica óptima debido a su gran diámetro.Finally, mechanical resistance fibers as previously defined are not the most suitable fibers to achieve optimal acoustic absorption due to their large diameter.
El objeto de la invención es superar estos inconvenientes proponiendo una pantalla que presenta un compromiso optimizado entre los diversos requisitos detallados con anterioridad: la rigidez, la resistencia a la proyección de grava y, finalmente, las propiedades de absorción acústica.The object of the invention is to overcome these drawbacks by proposing a screen that presents an optimized compromise between the various requirements detailed above: rigidity, resistance to the projection of gravel and, finally, acoustic absorption properties.
Para ello, la invención propone una pantalla de protección acústica destinada a ser montada bajo un motor de vehículo automóvil, comprendiendo dicha pantalla un cuerpo fibroso y poroso termocomprimido, estando distribuidas las fibras constituyentes de dicho cuerpo según los siguientes porcentajes en peso:To this end, the invention proposes an acoustic protection screen intended to be mounted under a motor vehicle engine, said screen comprising a fibrous and porous thermocompressed body, the fibers constituting said body being distributed according to the following percentages by weight:
- entre un 25 % y un 35 % de fibras de absorción acústica a base de tereftalato de polietileno (PET) y con un título comprendido entre 1,5 y 2 dtex,- between 25% and 35% of sound-absorbing fibers based on polyethylene terephthalate (PET) and with a count between 1.5 and 2 dtex,
- entre un 25% y un 35% de fibras con resistencia mecánica a base de tereftalato de polietileno (PET) y con un título de entre 6 y 7 dtex, - between 25% and 35% of fibers with mechanical resistance based on polyethylene terephthalate (PET) and with a title between 6 and 7 dtex,
- entre un 35 % y un 45 % de fibras aglomerantes que proporcionan una aglomeración entre las fibras de dicho cuerpo tras su fusión al menos parcialmente.- between 35 % and 45 % of binder fibers that provide a bind between the fibers of said body after its fusion at least partially.
Más en particular, las fibras se distribuyen según los siguientes porcentajes en peso:More particularly, the fibers are distributed according to the following percentages by weight:
- entre un 28 % y un 32 % de fibras de absorción acústica,- between 28% and 32% sound-absorbing fibers,
- entre un 28 % y un 32 % de fibras de resistencia mecánica,- between 28% and 32% mechanical resistance fibers,
- entre un 38 % y un 42 % de fibras aglomerantes.- between 38% and 42% binder fibres.
Con el arreglo propuesto, como veremos más adelante, se obtiene un excelente compromiso entre todos los requisitos mencionados con anterioridad.With the proposed arrangement, as we will see later, an excellent compromise between all the previously mentioned requirements is obtained.
La presencia de fibras de bajo título, en particular de 1,7 dtex, permite mejorar las propiedades de absorción acústica de la pantalla.The presence of low-count fibers, in particular 1.7 dtex, makes it possible to improve the acoustic absorption properties of the screen.
Por supuesto, las fibras con resistencia mecánica, de título superior, en particular de 6,7 dtex, también contribuyen a la absorción, pero en menor medida que las fibras de título inferior.Of course, higher-titre, mechanically-strength fibers, particularly 6.7 dtex, also contribute to absorbency, but to a lesser extent than lower-titre fibers.
Las fibras de resistencia mecánica contribuyen a la rigidez de la pantalla.The mechanical resistance fibers contribute to the rigidity of the screen.
Sorprendentemente, como se verá a continuación, se ha observado que la sustitución de fibras de alta resistencia mecánica (en particular 6,7 dtex) por fibras de absorción de título inferior (en particular 1,7 dtex) permite en la pantalla presentar una resistencia fuertemente acentuada a la la proyección de grava.Surprisingly, as will be seen below, it has been observed that the replacement of fibers with high mechanical resistance (particularly 6.7 dtex) by fibers with lower density absorption (particularly 1.7 dtex) allows the screen to present a resistance strongly accentuated to the projection of gravel.
Finalmente, las fibras aglomerantes permiten asegurar la unión entre fibras.Finally, the binder fibers make it possible to ensure the union between fibers.
En última instancia, se dispone de una pantalla esencialmente fibrosa cuya rigidez, resistencia a la proyección de grava y propiedades de absorción acústica están dispuestas para encontrar un compromiso óptimo entre todas las exigencias que debe cumplir.Ultimately, you have an essentially fibrous screen whose stiffness, resistance to gravel projection and sound absorption properties are arranged to find an optimal compromise between all the requirements that must be met.
Otras particularidades y ventajas de la invención aparecerán en la descripción que sigue, hecha con referencia a las figuras anexas, en la que:Other particularities and advantages of the invention will appear in the description that follows, made with reference to the attached figures, in which:
[Fig. 1] es un diagrama de bloques de un dispositivo para probar la resistencia de una muestra a la proyección de grava,[fig. 1] is a block diagram of a device to test the resistance of a sample to the projection of gravel,
[Fig. 2] es una representación gráfica del comportamiento en absorción acústica en campo difuso (absorción en ordenadas y frecuencia en Hertz en abscisas) de dos muestras de pantallas según la invención, por un lado con fibras aglomerantes dos componentes (curva B ) y por otro lado con fibras aglomerantes de polipropileno (curva C), y una muestra procedente de una pantalla de referencia según el estado de la técnica antes descrito, con un 20% de fibras aglomerantes dos componentes y un 20% de fibras aglomerantes de polipropileno (curva A).[fig. 2] is a graphic representation of the acoustic absorption behavior in the diffuse field (absorption in ordinates and frequency in Hertz in abscissas) of two samples of screens according to the invention, on the one hand with two-component binder fibers (curve B) and on the other hand with polypropylene binder fibers (curve C), and a sample from a reference screen according to the state of the art described above, with 20% two-component binder fibers and 20% polypropylene binder fibers (curve A) .
A continuación, se describe una pantalla de protección acústica destinada a ser montada bajo un motor de vehículo automóvil, comprendiendo dicha pantalla un cuerpo fibroso y poroso termocomprimido, estando distribuidas las fibras constituyentes de dicho cuerpo según los siguientes porcentajes en peso:An acoustic protection screen intended to be mounted under a motor vehicle engine is described below, said screen comprising a fibrous and porous thermocompressed body, the fibers constituting said body being distributed according to the following percentages by weight:
- entre un 25 % y un 35 % de fibras de absorción acústica a base de tereftalato de polietileno (PET) y con un título comprendido entre 1,5 y 2 dtex, en particular 1,7 dtex- between 25% and 35% of sound-absorbing fibers based on polyethylene terephthalate (PET) and with a count between 1.5 and 2 dtex, in particular 1.7 dtex
- entre un 25 % y un 35 % de fibras de resistencia mecánica, a base de tereftalato de polietileno (PET) y con un título comprendido entre 6 y 7 dtex, en particular 6,7 dtex- between 25% and 35% of mechanical resistance fibers, based on polyethylene terephthalate (PET) and with a count between 6 and 7 dtex, in particular 6.7 dtex
- entre un 35 % y un 45 % de fibras aglomerantes que proporcionan una aglomeración entre las fibras de dicho cuerpo tras su fusión al menos parcialmente.- between 35% and 45% of binder fibers that provide a bind between the fibers of said body after its fusion at least partially.
Más en particular, las fibras se distribuyen según los siguientes porcentajes en peso:More particularly, the fibers are distributed according to the following percentages by weight:
- entre un 28 % y un 32 % de fibras de absorción acústica,- between 28% and 32% sound-absorbing fibers,
- entre un 28 % y un 32 % de fibras de resistencia mecánica,- between 28% and 32% mechanical resistance fibers,
- entre un 38 % y un 42 % de fibras aglomerantes.- between 38% and 42% binder fibres.
De acuerdo con una realización, las fibras aglomerantes son fibras de dos componentes que comprenden un núcleo con un punto de fusión alto y una cubierta con un punto de fusión más bajo, asegurando dicha cubierta la conexión entre las fibras después de su fusión. According to one embodiment, the binder fibers are bicomponent fibers comprising a core with a high melting point and a sheath with a lower melting point, said sheath ensuring the connection between the fibers after their fusion.
En particular, las fibras de dos componentes comprenden un núcleo de tereftalato de polietileno, con un punto de fusión del orden de 250 °C, y la cubierta está hecha de tereftalato de polietileno que ha sufrido una modificación química para tener un punto de fusión más bajo, por ejemplo del orden de 180°C.In particular, the bicomponent fibers comprise a core of polyethylene terephthalate, with a melting point of the order of 250 °C, and the sheath is made of polyethylene terephthalate that has undergone chemical modification to have a higher melting point. low, for example of the order of 180°C.
De acuerdo con otra realización, las fibras aglomerantes son fibras de polipropileno que proporcionan la unión entre las fibras después de su fusión.According to another embodiment, the binder fibers are polypropylene fibers that provide the bond between the fibers after their fusion.
De acuerdo con una realización, el propileno constituyente de las fibras aglomerantes ha sufrido una modificación química elevando su punto de fusión (fibras “termoestabilizadas”), llevándolo en particular a una temperatura superior a 150 °C, lo que permite una mejor resistencia de la pantalla en un ambiente caluroso.According to one embodiment, the propylene constituting the binder fibers has undergone a chemical modification raising its melting point ("thermostabilized" fibers), taking it in particular to a temperature higher than 150 °C, which allows a better resistance of the screen in a hot environment.
De acuerdo con una realización, las fibras aglomerantes, cuando son de polipropileno, tienen una longitud comprendida entre 55 y 65 mm.According to one embodiment, the binder fibers, when made of polypropylene, have a length between 55 and 65 mm.
Para determinar la resistencia a la proyección de grava (también llamada “resistencia al granallado”), se puede aplicar, como se ilustra esquemáticamente en la figura 1, el protocolo de prueba que se describe a continuación.To determine the resistance to the projection of gravel (also called “resistance to shotblasting”), the test protocol described below can be applied, as schematically illustrated in figure 1.
El principio es bombardear con perdigones de acero fundido, a través de una boquilla, la muestra por ensayar. The principle is to bombard the sample to be tested with molten steel shot through a nozzle.
La resistencia al granallado se caracteriza por el tiempo requerido para perforar la muestra.The resistance to blasting is characterized by the time required to perforate the sample.
Las condiciones de operación para determinar la resistencia al granallado, para lo cual se muestra esquemáticamente un dispositivo de prueba en la Figura 1, son las siguientes:The operating conditions for determining the resistance to shot peening, for which a test device is schematically shown in Figure 1, are as follows:
- la granalla 1 se hace angular por trituración de granalla esférica, del tipo “GP 14 Wheelabrator Allevard”.- the shot 1 is made angular by grinding spherical shot, of the "GP 14 Wheelabrator Allevard" type.
- la muestra 2 tiene la forma de una placa cuadrada de 150 x 150 mm; su espesor se mide con un micrómetro de toque en un área de aproximadamente 0,5 cm2 bajo una presión de 0,22/-0,01 MPa; se fija, por adhesión o fijación mecánica (adhesivo cianoacrílico, película adhesiva de doble faz, etc.) sobre una placa 3 de chapa; se acondiciona previamente a una temperatura de 24 ± 4 °C durante un mínimo de 2 horas, realizándose el ensayo a la misma temperatura. - sample 2 is in the shape of a 150 x 150 mm square plate; its thickness is measured with a touch micrometer in an area of approximately 0.5 cm2 under a pressure of 0.22/-0.01 MPa; it is fixed, by adhesion or mechanical fixation (cyanoacrylic adhesive, double-sided adhesive film, etc.) on a sheet metal plate 3; it is previously conditioned at a temperature of 24 ± 4 °C for a minimum of 2 hours, carrying out the test at the same temperature.
- se coloca un cañón 4 de proyección de granalla a una distancia de 100 ± 1 mm de la muestra; la chapa 3 está inclinada 30° con respecto a la boquilla 5; el diámetro de la boquilla 5 es de 10 ±0,1 mm; el diámetro del inyector de aire 6 es de 4 mm; la longitud del cañón 4 es de 111 mm; se produce una proyección de 25 kg de granalla 1 sobre la muestra 2 a través de la boquilla 5 a un caudal de 2,6 ± 0,5 kg/min, bajo una presión de 3,2 ± 1 bar.- a shot gun 4 is placed at a distance of 100 ± 1 mm from the sample; the plate 3 is inclined 30° with respect to the nozzle 5; the diameter of the nozzle 5 is 10 ±0.1 mm; the diameter of the air injector 6 is 4 mm; the length of the barrel 4 is 111 mm; A projection of 25 kg of shot 1 is produced on the sample 2 through the nozzle 5 at a flow rate of 2.6 ± 0.5 kg/min, under a pressure of 3.2 ± 1 bar.
- la resistencia al granallado se define por la media aritmética de los resultados obtenidos en tres muestras 2.- the resistance to shot peening is defined by the arithmetic mean of the results obtained on three samples 2.
A continuación se presenta una comparación del módulo de flexión y el tiempo de resistencia al granallado de dos muestras de pantallas según la invención, por un lado con fibras aglomerantes dos componentes (B) y por otro lado con fibras aglomerantes de polipropileno (C ), y una muestra procedente de una pantalla de referencia según el estado de la técnica descrito anteriormente, con un 20% de fibras aglomerantes dos componentes y un 20% de fibras aglomerantes de polipropileno (AT).Below is a comparison of the flexural modulus and the blast resistance time of two samples of screens according to the invention, on the one hand with bicomponent binder fibers (B) and on the other hand with polypropylene binder fibers (C), and a sample from a reference screen according to the state of the art described above, with 20% two-component binder fibers and 20% polypropylene (AT) binder fibers.
Las muestras ensayadas presentan un espesor de 3 mm y un gramaje de 1000 g/m2.The tested samples have a thickness of 3 mm and a weight of 1000 g/m2.
Los resultados obtenidos son los siguientes:The results obtained are the following:
[Tabla 1][Table 1]
Se observa que el hecho de sustituir la mitad de las fibras de 6,7 dtex por fibras de 1,7 dtex no influye mucho en el módulo de flexión de la pantalla, observándose una pequeña mejora en el caso de las fibras aglomerantes de polipropileno y una pequeña degradación en el caso de fibras aglomerantes de dos componentes. It is observed that the fact of replacing half of the 6.7 dtex fibers with 1.7 dtex fibers does not greatly influence the flexural modulus of the screen, observing a small improvement in the case of polypropylene binder fibers and little degradation in the case of two-component binder fibers.
También se observa, sorprendentemente, que el hecho de sustituir la mitad de las fibras de 6,7 dtex por fibras de 1,7 dtex mejora considerablemente la resistencia al granallado; dicho comportamiento podría explicarse por la mejor homogeneidad del material fibroso cuando se incrementa su contenido de fibras finas (1.7 dtex).Surprisingly, it is also observed that replacing half of the 6.7 dtex fibers with 1.7 dtex fibers considerably improves the resistance to shot peening; Such behavior could be explained by the better homogeneity of the fibrous material when its content of fine fibers is increased (1.7 dtex).
Finalmente, el rendimiento en absorción acústica en campo difuso (figura 2) -siendo las muestras ensayadas similares a las ensayadas en resistencia al granallado en cuanto a espesor y masa superficial- es mejor para las dos muestras procedentes de pantallas según la invención -en por un lado con fibras aglomerantes de dos componentes (curva B) y por otro lado con fibras aglomerantes de polipropileno (curva C) - sólo para una muestra de una pantalla de referencia según la técnica anterior, con 20% de fibras aglomerantes de dos componentes y 20% fibras ligantes de polipropileno (curva A).Finally, the performance in acoustic absorption in the diffuse field (figure 2) -being the samples tested similar to those tested in resistance to blasting in terms of thickness and surface mass- is better for the two samples from screens according to the invention -in por one side with bicomponent binder fibers (curve B) and on the other side with polypropylene binder fibers (curve C) - only for a sample of a reference screen according to the prior art, with 20% bicomponent binder fibers and 20% polypropylene binder fibers (curve A).
En definitiva, las realizaciones según la invención permiten ganar rendimiento en términos de resistencia al granallado -considerablemente- y absorción acústica, y esto sin un impacto significatovo en el módulo de flexión. In short, the embodiments according to the invention make it possible to gain performance in terms of resistance to shot peening -considerably- and acoustic absorption, and this without a significant impact on the flexural modulus.
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