ES3040187T3

ES3040187T3 - Noise damping fibre with surface grooves

Info

Publication number: ES3040187T3
Application number: ES22176879T
Authority: ES
Inventors: Richard Somodi; Miklos Tanczos; Szabolcs Sovago
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2022-06-02
Filing date: 2022-06-02
Publication date: 2025-10-29
Anticipated expiration: 2042-06-02
Also published as: US20250333039A1; EP4286230B1; EP4286230A1; PL4286230T3; WO2023232760A1

Abstract

La presente invención se refiere a una fibra amortiguadora de ruido (10) para un amortiguador de ruido en sistemas de aire comprimido, en particular para sistemas de frenado de vehículos utilitarios, con ranuras superficiales formadas mediante tratamiento superficial. La presente invención se refiere además a un método (200) para producir una malla de fibra amortiguadora de ruido, que comprende las siguientes etapas: - conformar (202) fibras termoplásticas mediante un molde o una extrusora; - tratar superficialmente (204) las fibras mediante el molde, la extrusora u otra herramienta configurada para tratar la superficie de fibras termoplásticas; y - tejer, trenzar o entrelazar (206) varias de las fibras tratadas superficialmente (100) para formar una malla de fibra amortiguadora de ruido. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCION

Fibra amortiguadora de ruido con ranuras superficiales

La presente invención hace referencia a una fibra amortiguadora de ruido para un amortiguador de ruido para sistemas de aire comprimido, en particular para sistemas de frenado de vehículos utilitarios. Además, la presente invención hace referencia a una malla de fibras amortiguadoras de ruido, así como a un amortiguador de ruido. Además, la presente invención hace referencia a un método para producir una malla de fibras amortiguadoras de ruido.

En la práctica, se sabe que los sistemas de aire comprimido a menudo liberan grandes cantidades de aire comprimido en el medio ambiente en un tiempo muy corto. Este proceso de expansión puede producir un ruido considerable. Para mantener la emisión de ruido a un nivel aceptable, los sistemas de aire comprimido suelen necesitar amortiguadores de ruido o silenciadores.

A medida que las normativas medioambientales imponen requisitos de amortiguación del ruido cada vez más estrictos para los sistemas de aire comprimido, los sistemas conocidos ya no son lo suficientemente eficaces para lograr la elevada amortiguación del ruido requerida y, al mismo tiempo, eliminar suficientemente el riesgo de obstrucción y formación de hielo, o para alojarse en un espacio reducido.

Por lo tanto, para aumentar el rendimiento de los amortiguadores de ruido, se puede aumentar el paso del aire comprimido en el material amortiguador de ruido o en el material reductor de ruido.

Esto se puede conseguir, por un lado, utilizando una carcasa de amortiguador de ruido más grande para el material amortiguador de ruido. Sin embargo, esto suele ser difícil de llevar a la práctica porque a menudo no hay suficiente espacio disponible. En los vehículos utilitarios, el espacio disponible es cada vez más limitado y apenas caben amortiguadores de ruido de mayor tamaño.

Por otro lado, la trayectoria del flujo de aire comprimido en el material amortiguador de ruido alojado dentro de la carcasa del amortiguador de ruido se puede prolongar. Esto depende, entre otras cosas, de la densidad y la estructura del material amortiguador de ruido.

A partir del documento WO 2019/063350 A1, ya se conoce un amortiguador de ruido que utiliza opcionalmente un material amortiguador de ruido en forma de un material de fibra o hilo en estructura de tejido, ganchillo o malla, pero también una estructura granular. La forma, el tamaño, la resistencia, la porosidad, etc. del material de hilo se seleccionan de tal forma que, por una parte, impidan poco el flujo de aire comprimido, pero, por otra, amortigüen eficazmente el sonido, con lo que el flujo de aire comprimido pasa del conducto de entrada a las aberturas de salida de la carcasa. Sin embargo, el uso del material amortiguador del ruido se indica como opcional.

Además, el documento DE 102004 036 030 A1 describe una fibra o hilo para material de amortiguación de ruido, en particular para un amortiguador de ruido en sistemas de aire comprimido, de material termoplástico. El material tiene una estructura o perfil formado o impreso en su superficie que aumenta el área superficial, la fibra se transforma en una sección de manguera trenzada o de punto, cuyos extremos se sueldan de tal forma que se forma una sección de manguera aproximadamente rectangular que, enrollada en un rollo de punto, forma el material amortiguador del ruido. Sin embargo, las fibras descritas tienen una superficie lisa.

Por consiguiente, un objetivo de la presente invención es mejorar una fibra de amortiguación de ruido según se ha mencionado anteriormente, en particular en el sentido de que se aumente la rugosidad de la superficie.

Este objetivo se resuelve de acuerdo con la presente invención con una fibra amortiguadora de ruido de acuerdo con las características de la reivindicación 1. En consecuencia, se proporciona una fibra amortiguadora de ruido para un amortiguador de ruido para sistemas de aire comprimido, en particular para sistemas de frenos de vehículos utilitarios, con ranuras superficiales (por ejemplo, ranuras superficiales microscópicas) formadas por tratamiento superficial.

La invención se basa en la idea básica de que el aumento de la rugosidad de la superficie mediante ranuras superficiales, formadas por tratamiento superficial, aumenta aún más el rendimiento de amortiguación del ruido de las fibras en comparación con las fibras con una superficie lisa o casi lisa, ya que el aire que pasa se desvía aún más y, por lo tanto, el ruido se amortigua por la superficie más rugosa. En otras palabras, el aire que pasa desarrolla un ruido con menos energía debido a las ranuras microscópicas que influyen en el comportamiento de las turbulencias del aire que pasa. Esto también tiene la ventaja de que no es necesario cambiar la densidad o la disposición de las fibras de un material amortiguador de ruido en el interior de un amortiguador del ruido.

Además, se puede prever que la superficie de la fibra tenga flecos y/o rebabas. Después del tratamiento superficial, es decir, mediante el desbastado de la superficie de la fibra, se forman flecos o rebabas. Si se dejan en la superficie de la fibra, forman más obstáculos para la propagación del ruido.

También es concebible que la fibra se fabrique de un termoplástico. Los posibles termoplásticos pueden ser polipropileno (PP), polietileno (PE), poliamida (PA), poli(tereftalato de etileno) (PET) o poliéster. Un termoplástico se vuelve flexible o moldeable a una cierta temperatura elevada y se solidifica al enfriarse. Las cadenas poliméricas se asocian mediante fuerzas intermoleculares, que se debilitan rápidamente al aumentar la temperatura, dando lugar a un líquido viscoso. En este estado, los termoplásticos se pueden remodelar y se utilizan normalmente para producir piezas mediante diversas técnicas de procesamiento de polímeros, como por ejemplo el moldeo por inyección, el moldeo por compresión, el calandrado y la extrusión. Otra característica única es la soldabilidad de los termoplásticos.

También es concebible que la rugosidad de la superficie de la fibra sea de al menos 10 pm

, preferiblemente comprendida entre 10 pm y 40 pm ± 10 %.

También es concebible que la rugosidad de la superficie de la fibra sea al menos el doble después de dicho tratamiento superficial que antes del mismo.

Además, es posible que la longitud de los flecos y/o rebabas de la fibra esté comprendida entre 0,05 y 10 mm, en particular entre 0,05 mm ± 10 % y 10 mm ± 10 %, preferiblemente entre 0,05 mm ± 5 % y 10 mm ± 5 %.

De forma adicional o como alternativa, también es concebible que la longitud de los flecos y/o rebabas de la fibra sea de al menos 0,05 mm.

Además, se puede prever que la sección transversal de la fibra sea rectangular, elíptica o circular.

El objetivo de la presente invención se puede resolver además mediante una malla de fibras amortiguadoras de ruido de punto, trenzada o tejida con varias fibras amortiguadoras de ruido según se ha descrito anteriormente.

El objetivo de la presente invención se puede resolver además mediante un amortiguador de ruido para sistemas de aire comprimido, en particular para sistemas de frenado de vehículos utilitarios, que tiene una malla de fibras amortiguadoras de ruido según se ha descrito anteriormente.

Además, la presente invención hace referencia a un método para producir una malla de fibras amortiguadoras de ruido, en donde el método comprende las etapas de:

- formar fibras termoplásticas mediante una herramienta de moldeo o una herramienta de extrusión;

- tratamiento superficial de las fibras mediante la herramienta de moldeo, la herramienta de extrusión u otra herramienta configurada para tratar la superficie de las fibras termoplásticas; y

- tricotar, trenzar o tejer varias de las fibras tratadas superficialmente para formar una malla de fibras amortiguadoras de ruido.

El moldeado o la extrusión son procesos de fabricación de termoplásticos bien conocidos, por lo que deberían aplicarse preferiblemente en el caso del presente material de partida o materia prima. El tratamiento superficial de las fibras termoplásticas moldeadas o extruidas se puede aplicar durante el moldeo/extrusión o incluso después, en una etapa individual posterior al acabado, en donde el tratamiento superficial de las fibras se puede llevar a cabo en la herramienta de moldeo o extrusión, o en otra herramienta independiente que preferiblemente se encuentra aguas abajo con respecto a la línea de producción. El tratamiento superficial se debe entender como un desbastado de la superficie de las fibras.

Después del tratamiento superficial, es decir, el desbastado de la superficie, un conjunto definido de fibras desbastadas superficialmente se tricotan, trenzan o tejen juntas para formar una malla de fibras amortiguadoras de ruido, que se utiliza preferiblemente dentro de la carcasa de un amortiguador de ruido.

La forma de la malla, el patrón de fibras, la densidad y el espesor se adaptan a la aplicación deseada.

Todas las características estructurales y funcionales asociadas con la fibra amortiguadora de ruido, así como sus posibles formas de realización descritas anteriormente, pueden, solas o en combinación, proporcionarse también en el método para producir una malla de fibras amortiguadoras de ruido de acuerdo con la presente invención, y también se pueden lograr las ventajas asociadas a la misma.

A continuación, se describirán más detalles y ventajas de la presente invención en una forma de realización de acuerdo con la invención en relación con los dibujos.

Se muestra en:

La Fig. 1 una vista esquemática en perspectiva de una fibra amortiguadora de ruido de la técnica anterior; La Fig. 2 una vista superior de la fibra amortiguadora de ruido de la Fig. 1;

La Fig. 3 una vista esquemática en perspectiva de una primera forma de realización de una fibra amortiguadora de ruido de acuerdo con la presente invención;

La Fig. 4 vista superior de una segunda forma de realización de la fibra amortiguadora de ruido de acuerdo con la presente invención;

La Fig. 5 vista superior de una tercera forma de realización de la fibra amortiguadora de ruido de acuerdo con la presente invención;

La Fig. 6 una forma de realización de un método para producir una malla de fibras amortiguadoras de ruido de acuerdo con la presente invención;

La Fig. 7 una vista esquemática en perspectiva de una cuarta forma de realización de una fibra amortiguadora de ruido de acuerdo con la presente invención; y la Fig. 8 una vista esquemática en perspectiva de una quinta forma de realización de una fibra amortiguadora de ruido de acuerdo con la presente invención;

La Fig. 1 muestra una vista esquemática en perspectiva de una fibra amortiguadora de ruido 10 de la técnica anterior. La fibra 10 de la técnica anterior, fabricada con un termoplástico, tiene una superficie lisa y una sección transversal rectangular. De la Fig. 2 se puede deducir que la fibra es flexible o plegable.

En la Fig. 3, se muestra una vista esquemática en perspectiva de una primera forma de realización de una fibra amortiguadora de ruido 100 de acuerdo con la presente invención.

La fibra 100 tiene ranuras 102, que son preferiblemente longitudinales y continuas. Las ranuras 102 se disponen de manera, en esencia, paralela entre sí. También son concebibles otras disposiciones, como por ejemplo las mostradas en la Fig. 7 y/o Fig. 8. Las ranuras están comprendidas entre 10 y 40 pm, en particular entre al menos 10 y 40 pm ± 10 %.

Las ranuras 102 se insertan después del moldeo o la extrusión o durante el moldeo o la extrusión de la fibra. La fibra 100 se fabrica con un termoplástico que le confiere flexibilidad o maleabilidad.

La fibra 100 tiene una sección transversal rectangular 104. También son concebibles otras formas de sección transversal, como un círculo o una elipse.

En la Fig. 4, se muestra una vista superior de una segunda forma de realización de la fibra amortiguadora de ruido 100.

La fibra 100 de la Fig. 4 tiene también ranuras 102 longitudinales pero interrumpidas en sección.

La forma o el diseño de las ranuras 102 depende del proceso de tratamiento superficial y/o de la herramienta. Las ranuras 102 también pueden discurrir transversalmente a la extensión longitudinal de la fibra 100 o en cualquier otra dirección.

La Fig. 5 muestra una tercera forma de realización de la fibra amortiguadora de ruido 100 de acuerdo con la presente invención.

La fibra 100 de la Fig. 5 tiene, además de las ranuras 102, varios flecos o rebabas 106 que no se han eliminado tras el desbastado de la superficie de la fibra 100.

Debido a la composición heterogénea del material, a las tolerancias en la producción de la fibra y al desgaste de las herramientas de tratamiento superficial, el número, la forma y la distribución de las rebabas 106 no son uniformes.

Al igual que las ranuras 102, las rebabas 106 también impiden el desarrollo del ruido.

En la Fig. 6, se presenta una forma de realización de un método 200 para producir una malla de fibras amortiguadoras de ruido.

El método 200 es adecuado para producir fibras amortiguadoras de ruido 100 y malla de fibras amortiguadoras de ruido de acuerdo con la presente invención.

En una primera etapa 202 del método, las fibras termoplásticas se forman mediante una herramienta de moldeo o extrusión. En otras palabras, una materia prima termoplástica se transforma en fibras.

En una segunda etapa 204 del método, la superficie de las fibras termoplásticas se trata mediante la herramienta de moldeo, la herramienta de extrusión u otra herramienta configurada para tratar la superficie de las fibras termoplásticas. Por tratamiento superficial se debe entender el desbastado de la superficie, en donde el desbastado se puede conseguir mediante cepillado, espinas, laminado o similares.

El método 200 proporciona por tanto las fibras 100 descritas anteriormente.

En una tercera etapa 206 del método, varias de las fibras 100 se tricotan, trenzan o tejen para formar una malla de fibras amortiguadoras de ruido que se puede utilizar en un amortiguador de ruido para sistemas de aire comprimido.

Al comparar los resultados de las mediciones de comparación de la rugosidad superficial de fibras de diferentes proveedores, se ha determinado que el tratamiento superficial produce un aumento significativo de la rugosidad superficial R<z>. El aumento de la rugosidad superficial R<z>conduce a una mejor absorción del sonido o ruido aéreo, es decir, la energía sonora se convierte en energía disipativa. Por lo tanto, la eficacia de absorción del ruido aumenta gracias a la mayor o expandida área superficial de las fibras.

En particular, dichas mediciones se llevaron a cabo en fibras ya tricotadas en malla de fibras. En consecuencia, la materia prima respectiva, es decir, según se suministra, puede tener una rugosidad superficial R<z>inferior, en particular en comparación con el material que ha sido tratado superficialmente, por ejemplo, desbastado. Se realizaron al menos tres mediciones para cada tipo de fibra, en donde, además de los valores de las mediciones individuales, se determinaron los valores medio (avg.), mínimo (min.) y máximo (max.) en relación con el total de las al menos tres mediciones de cada tipo de fibra.

En este sentido, se ha determinado que un tratamiento superficial de acuerdo con la presente invención da lugar a una rugosidad de superficie de al menos 10 pm. Además, parece que, en particular, la rugosidad superficial media R<z>después del tratamiento superficial es al menos dos veces mayor que antes del tratamiento. En la Fig. 7, se muestra una vista esquemática en perspectiva de una cuarta forma de realización de una fibra amortiguadora de ruido 100 de acuerdo con la presente invención.

La fibra 100 tiene ranuras 102, que son preferiblemente longitudinales y continuas. Las ranuras 102 se disponen de manera, en esencia, no paralela entre sí. Las ranuras están comprendidas entre 10 y 40 pm, en particular entre al menos 10 y 40 pm ± 10 %.

En la Fig. 8, se muestra una vista esquemática en perspectiva de una quinta forma de realización de una fibra amortiguadora de ruido 100 de acuerdo con la presente invención.

La fibra 100 tiene ranuras 102, que son, en esencia, longitudinales y al menos parcialmente no continuas. Las ranuras están comprendidas entre 10 y 40 pm, en particular entre al menos 10 y 40 pm ± 10 %.

Signos de referencia

10 fibra amortiguadora de ruido de la técnica anterior

100 fibra amortiguadora de ruido

102 ranuras

104 sección transversal

106 fleco/rebaba

200 método de producción de una malla de fibras amortiguadoras de ruido 202 método etapa 1

204 método etapa 2

206 método etapa 3

Claims

REIVINDICACIONES

1. Fibra amortiguadora de ruido (100) para un amortiguador de ruido para sistemas de aire comprimido, en particular para sistemas de frenos de vehículos utilitarios, con ranuras superficiales (102) formadas por tratamiento superficial, en donde las ranuras superficiales son ranuras superficiales microscópicas.

2. La fibra amortiguadora de ruido (100) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que

la superficie de la fibra presenta flecos y/o rebabas (106).

3. La fibra amortiguadora de ruido (100) de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada por que

la fibra (100) se fabrica de un termoplástico.

4. La fibra amortiguadora de ruido (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que

la rugosidad de la superficie de la fibra (100) es de al menos 10 pm.

5. La fibra amortiguadora de ruido (100) de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada por que

la rugosidad superficial de la fibra (100) está comprendida entre 10 pm y 40 pm ± 10 %.

6. La fibra amortiguadora de ruido (100) de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada por que

la rugosidad superficial de la fibra (100) es al menos dos veces mayor después de dicho tratamiento superficial en comparación con antes de dicho tratamiento superficial.

7. La fibra amortiguadora de ruido (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que

la longitud de los flecos y/o rebabas (106) de la fibra (100) es de al menos 0,05 mm.

8. La fibra amortiguadora de ruido (100) de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada por que

la longitud de los flecos y/o rebabas (106) de la fibra (100) está comprendida entre 0,05 y 10 mm.

9. La fibra amortiguadora de ruido (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que

la sección transversal (104) de la fibra (100) es rectangular, elíptica o circular.

10. Una malla de fibras amortiguadoras de ruido tricotada, trenzada o tejida de varias fibras amortiguadoras de ruido (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9.

11. Un amortiguador de ruido para sistemas de aire comprimido, en particular para sistemas de frenado de vehículos utilitarios, que tiene una malla de fibras amortiguadoras de ruido de acuerdo con la reivindicación 10.

12. Un método (200) para producir una malla de fibras amortiguadoras de ruido, en donde el método comprende las etapas de:

- formar (202) fibras termoplásticas mediante una herramienta de moldeo o una herramienta de extrusión; - tratamiento superficial (204) de las fibras mediante la herramienta de moldeo, la herramienta de extrusión u otra herramienta configurada para tratar la superficie de las fibras termoplásticas, en donde las fibras tratadas tienen ranuras superficiales microscópicas; y

- tricotar, trenzar o tejer (206) varias de las fibras tratadas superficialmente, donde las fibras son las fibras amortiguadoras de ruido (100) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, para formar una malla de fibras amortiguadoras de ruido.