具有改善的振声衰减特性的玻璃窗及其制造方法以及在车辆座舱中进行声学防护的方法技术

技术编号:4544759 阅读:215 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种具有改善的振声衰减特性的玻璃窗(1),该玻璃窗包括至少一片玻璃(10)和至少一个振声衰减型条(2),该至少一个振声衰减型条固定于玻璃片的至少一个表面上,并且包括至少一个由衰减材料制成的元件(20),该衰减材料的损耗因子至少为0.4并且对于低于5000Hz的频率在20℃时的杨氏模量小于200MPa。型条(2)还包括重质元件(3),该重质元件具有大于0.05kg/m的单位长度质量并且固定于由衰减材料制成的元件(20)上,由衰减材料制成的元件插在玻璃片和重质元件之间,没有除玻璃窗之外的其它装置连接于型条。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有改善的振声衰减特性的玻璃窗,其包括振声衰减装置,本专利技术还涉及减少座舱,尤其是移动座舱,诸如车辆特别是机动车辆的座舱中的声音和振动干扰的方法。
技术介绍
除了机动车辆或其它类型的车辆诸如卡车、公交车和农用机械之外,本专利技术还适用于任何类型的具有封闭或基本封闭的座舱的机车装置,诸如飞机、火车、轮船、潜水艇等。连接于车辆特别是机动车辆的玻璃窗设置有用来吸收通过玻璃窗传播的振动波的振声衰减装置,以改善车辆内部的声音舒适性。机动车辆内源自机械、热、可见度等的导致不舒心的来源,已经逐步解决了。但是,声音舒适性的改善还始终是当前的一个问题。源自空气动力学的噪声,即由空气与移动车辆的摩擦所造成的噪声,其自身已经至少部分地在源头处得到了处理为了节省能量,修改了形状,从而提高了在空气中的穿透性并减少了本身就是噪声源的紊流。在将外部空气动力学噪声源与乘客所在的内部空间隔离开的各车辆壁中,玻璃窗显然是最难以处理的。目前公知的做法是提供层状玻璃窗,层状玻璃窗的由热塑性材料制成的夹层被合适地选择成具有改善的振声衰减特性。因此,欧洲专利EP Bl-0387148提供了一种层状玻璃窗,其能实现良好的噪声隔离,尤其是对源自空气动力学的噪声即具有在800和1000Hz之间高频的噪声的隔离。此外,这样的层状玻璃窗用于防止代表声音隔离的传输损失在临界频率突降。临界频率是玻璃窗的组分(密度、构成元件的杨氏模量、厚度)所固有的,并且对应于玻璃窗中的弯曲波与环绕玻璃窗的流体诸如空气中的声波的空间和频率重合。对于大约3mm厚的玻璃窗而言,临界频率通常为大约4000Hz。临界频率处于尤其是人耳可听到的频率范围(1000和6000Hz之间) 内,因此,就是在该临界频率处,噪声会增大。因此,期望获得针对该 频率噪声的良好隔离性能。一种可替代方案(因为有些玻璃窗不是层状的)或者作为对使用具 有振声衰减特性的层状玻璃窗的补充方案,可旨在向玻璃窗的周边以及 玻璃窗和车身之间结合具有振声衰减特性的型条,该型条既固定于玻璃窗,也固定于车身,并且可以由或者可以不由多种衰减材料的并置构成。 在本说明书的以下部分中,术语"衰减材料,,应理解成意指损耗因 子大于O. 25的粘弹性材料,因此是指能够耗散能量的材料。例如,其可 属于聚合物族。专利申请WO 04/012952公开了一种型条,为了提供这种振声衰减特 性,该型条必须具有至少25MPa的等效实际线性刚度K、和至少0. 25的等 效损耗因子Seq。等效线性刚度是每线性米型条的型条等效刚度,该刚度 由制成型条的材料的硬度(主要是在拉伸-压缩下工作的杨氏模量)以及 型条的几何参数所表征。在这种类型的型条中,只考虑了沿垂直于玻璃窗的方向在拉伸-压 缩下工作的材料所遭受的应力和应变,而忽略了在剪切下工作的材料。 实际上,与型条相比,车身如此硬以致于其不会变形并且不能吸收振动 能。只有型条能显著变形并通过主要在拉伸-压缩下工作而耗散机械能。这种类型的衰减型条,还构成粘接玻璃窗的周边密封条,因此是合 适的,因为其提供了玻璃窗和车身之间的连接。但是,并不是车辆的所 有玻璃窗都在其整个周边处固定于车身中,其中某些,诸如开放性侧玻 璃窗,是活动的。因此,这种充当衰减装置的周边粘接密封条构造对于 这些侧玻璃窗而言是不合适的。
技术实现思路
因此,本专利技术的目的是为玻璃窗,更具体为高频玻璃窗,设置振声 衰减装置,该振声衰减装置作为现有装置诸如层状玻璃窗和用于粘接玻 璃窗的周边密封条的替代或补充。根据本专利技术,用于安置在车身中的玻璃窗包括至少一片玻璃和至少 一个振声衰减型条,该至少一个振声衰减型条固定于玻璃片的至少一个 表面上,并且包括至少一个由损耗因子至少为O. 4的衰减材料制成的元件,所述玻璃窗的特征在于,型条不与玻璃片相对侧的任何其它装置相 连,尤其独立于车身,并且特征在于,型条还包括至少一个重质元件,该重质元件具有大于O. 05kg/m的单位长度质量并且固定于由衰减材料制 成的元件上,其中单位长度质量对应于重质元件的质量与所述重质元件 沿其与衰减元件接触的最长延伸边的长度之比,由衰减材料制成的元件 插在玻璃片和重质元件之间,并且对于低于5000Hz的频率在20。C时的杨 氏模量小于200MPa,重质元件仅连接于由衰减材料制成的元件的与跟玻 璃片的表面接触的那个表面相对的表面上。型条连接于玻璃窗的一个表面,即连接于玻璃窗的沿其最长延伸边 延伸的表面上;因此排除了与玻璃窗边缘的连接。应该注意,单位长度质量对应于重质元件的质量与所述重质元件的 与衰减元件接触的长度之比。单位长度质量也可以等效地由构成重质元 件的材料的密度与该重质元件横截面的面积之积来定义,如果所述横截 面在重质元件的整个长度上都相同的话,或者如果重质元件由多种材料 构成,可以由每种材料的密度和每种材料的横截面之积的总和来定义。当重质元件在其长度上具有变化的横截面时,单位长度质量优选地 按照重质元件的质量除以其与衰减元件接触的总长度的方法来计算。因此,无论玻璃窗连接于车辆车身并独立于车身的方式如何,玻璃 窗提供振声衰减特性,衰减材料可以完全发挥其振动能耗散物的作用, 因为衰减材料布置在两个厚实元件即玻璃窗的玻璃和型条的重质元件之 间。型条必须只连接于玻璃窗并且必须独立于玻璃窗相对侧的任何其 它物块。没有装置连接于型条的与其连接于玻璃窗的玻璃片的那部分相 对的部分上。特别地,虽然玻璃窗为其支撑可以至少部分地连接于车身 尤其是与车身相连的槽座中,但是固定于玻璃窗的型条保持完全独立于车身,也就是说型条甚至不接触车身。此外,重质元件应该只与由衰减材料制成的元件的一个表面接触, 该一个表面即与玻璃窗接触的那个表面相对的表面。虽然重质元件的面积不等同于玻璃窗的玻璃片的面积,但是由型条 和玻璃片形成的整体意想不到地构成了基本上等同于物块-弹簧-物块这 一系统的系统。在物块-弹簧-物块系统中,可调节弹簧的刚度以最大限度地提高弹簧在某一目标频率下作的功(物块-弹簧-物块系统的共振),使得在该 频率下耗散最多的能量。本专利技术的系统不能严格符合物块-弹簧-物块系统中关于弹簧刚度 的公知关系,但是本专利技术人已经知道提供一种适应于本专利技术系统的关系,其中弹簧可类似于衰减元件,以表征衰减元件的刚度。也可以在考虑衰减材料所具有的杨氏模量的同时,有利地使型条的 横截面S相适应,使得衰减元件在特定频率下耗散的振动能最大,其中横 截面S的仅一条边与玻璃窗接触并对应于最短延伸边之一,并且其中在特 定频率下期望获得特别改善的噪声隔离。为了有利地耗散最多的能量,由衰减材料制成的元件的横截面s (由沿最短延伸边之一与玻璃窗接触的长度L和垂直于玻璃窗的厚度e 所限定),应该具有这样的尺寸以使得衰减元件的等效线性刚度K,eq, 在特定目标频率fp下符合以下标准其中-E,是在频率fp下衰减材料在20。C时的杨氏模量; -L是衰减元件的与玻璃窗接触的宽度; -e是衰减元件的垂直于玻璃窗的尺寸; 并且其中-Pv是制成玻璃窗的材料的密度; -ev是玻璃窗的厚度;-cop是在特定频率fp下的、由(Op-27tfp定义的目标角频率; -入p是对应于特定频率fp的玻璃窗中的波长,、由下式以公知方式定<formula&本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种具有改善的振声衰减特性的玻璃窗(1),包括至少一片玻璃(10)和至少一个振声衰减型条(2),该至少一个振声衰减型条(2)固定于玻璃片的至少一个表面(12)上,并且包括至少一个由损耗因子至少为0.4的衰减材料制成的元件(20),所述玻璃窗的特征在于,型条不与玻璃片相对侧的任何其它装置相连,并且特征在于,型条(2)还包括至少一个重质元件(3),该重质元件(3)具有大于0.05kg/m的单位长度质量并且固定于由衰减材料制成的元件(20)上,其中单位长度质量对应于重质元件的质量与所述重质元件沿其与衰减元件接触的最长延伸边的长度之比,由衰减材料制成的元件(20)插在玻璃片(10)和重质元件(3)之间,并且对于低于5000Hz的频率在20℃时的杨氏模量小于200MPa,重质元件(3)仅连接于由衰减材料制成的元件的与跟玻璃片的表面接触的那个表面相对的表面上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:S帕约特D福尔尼尔M雷费尔德
申请(专利权)人:法国圣戈班玻璃厂
类型:发明
国别省市:FR[]

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