PERFIL DE AMORTIGUAMIENTO ACÚSTICO ASOCIADO ENTRE UNA ACRISTALAMIENTO Y LA CARROCERÍA DE UN VEHÍCULO.

Perfil de estanqueidad (1) destinado a estar asociado entre una carrocería (2) de vehículo y un acristalamiento (3),

donde el perfil constituye un medio de amortiguamiento acústico cuando es sometido a la acción de un campo vibratorio, éste asegura un trabajo a cizalladura asociado a movimientos locales del acristalamiento en su plano, mientras que la carrocería se deforma en la dirección de la normal local al acristalamiento, caracterizado porque el trabajo a cizalladura del perfil está definido por el factor de sobretensión A que tiene el perfil, siendo este factor de sobretensión inferior o igual a 4 y determinado por le relación entre la receptancia máxima R1 y la receptancia casi estática a la cizalladura R0, siendo la receptancia la función de respuesta en frecuencia que da la relación entre el desplazamiento en función de la frecuencia de un peso y el esfuerzo que le es inyectado, estando el peso montado entre dos soportes metálicos por medio de muestras del perfil, y porque la receptancia R0 del perfil es superior a 3.10 -6 m/N

La presente invención se refiere a un perfil destinado a estar asociado entre una carrocería de vehículo y un acristalamiento con el fin de constituir un medio de amortiguamiento acústico para absorber las ondas vibratorias que se propagan a través del acristalamiento y de la carrocería de vehículo.

Un perfil de este tipo puede ser utilizado especialmente para acristalamientos de vehículo, en particular automóvil, con miras a mejorar el confort acústico en su interior.

En un vehículo automóvil, se han ido controlando poco a poco las fuentes de molestias de origen mecánico, térmico, de visibilidad, etc… Pero la mejora del confort acústico continúa estando de actualidad.

Los ruidos de origen termodinámico, es decir creados por el rozamiento del aire sobre el vehículo en desplazamiento, han podido ser tratados ellos mismos en su fuente, al menos en parte, es decir que para ahorrar energía, se han modificado las formas mejorando así la penetración en el aire y disminuyendo las turbulencias que a su vez son fuentes de ruidos. Entre las paredes de un vehículo que separan la fuente exterior de ruidos aerodinámicos del espacio interior en el que se encuentra el pasajero, los acristalamientos son evidentemente más difíciles de tratar. Se pueden utilizar absorbentes pastosos o fibrosos reservados a las paredes opacas y por razones prácticas o de peso, los espesores no pueden ser aumentados irreflexiblemente. La patente europea EP-B1-0 387 148 propone acristalamientos que realizan un buen aislamiento contra los ruidos de origen aerodinámico sin que su peso y/o su espesor aumenten demasiado. La patente propone así un acristalamiento laminado cuyo intercalar tiene un amortiguamiento a la flexión ν = Δf/fc superior a 0,15, efectuándose la medición excitando por un choque una barra laminada de 9 cm de longitud y 3 cm de anchura hecha de vidrio laminado en la que la resina está entre dos vidrios de espesor 4 mm cada uno, y midiendo fc, frecuencia de resonancia del primer modo, y Δf, anchura del pico de una amplitud A/√2, donde A es la amplitud máxima a la frecuencia fc, de tal modo que su índice de debilitamiento acústico no se diferencie para ninguna de las frecuencias superiores a 800 Hz en más de 5 dB de un índice de referencia que aumenta 9 dB por octava hasta 2000 Hz y 3 dB por octava a las frecuencias superiores. Además, la desviación típica σ de las diferencias de su índice de debilitamiento acústico con respecto al índice de referencia permanece inferior a 4 dB. Los espesores de los dos vidrios pueden ser idénticos e iguales a 2,2 mm. Esta patente propone, así, una solución general al problema del aislamiento acústico de los ruidos aerodinámicos de un vehículo.

Por el contrario, el tratamiento de los acristalamientos contra los ruidos solidianos, es decir contra los ruidos transmitidos por intermedio de los sólidos y en al ámbito de frecuencias de 50 Hz a 300 Hz, incluso 800 Hz, es más difícil de realizar. En efecto, se confirma que el empleo de piezas de unión permanece insuficiente para evitar la transmisión del ruido por vibración de los acristalamientos. A tal efecto, se ha constatado que, a ciertas velocidades de rotación del motor, aparecía un zumbido perceptible por el pasajero y constituía así una fuente de molestias. En efecto, la rotación del motor provoca la creación de vibraciones que se transmiten, por ejemplo, a la carrocería y así, por efecto de cadena, a los acristalamientos. Se sabe que la energía adquirida por un objeto sometido a un choque genera un fenómeno de vibración y que inmediatamente después del choque, el objeto que ya libre vibra según su propio modo. A cada modo está asociada una frecuencia de vibración. La amplitud de la vibración depende de la excitación inicial, es decir de la componente espectral del choque (amplitud del choque a la frecuencia estudiada) y de la zona de impacto del choque, siendo la deformación modal más

o menos importante según que el choque se produzca en un vientre o en un nodo de vibración.

Para que sea excitado un modo propio, es necesario:

(1) que la deformación provocada en el punto de impacto no se sitúe en un nodo de vibración del modo,

(2) que el espectro de energía de choque tenga una componente a la frecuencia de resonancia del modo.

Esta última condición se cumple prácticamente siempre, porque un choque muy breve presenta un espectro de energía prácticamente uniforme.

La primera condición se cumple igualmente y, para una barra libre en sus extremidades, por ejemplo, basta golpear en una de las extremidades para excitar todos los modos de flexión.

La excitación solidiana es periférica y se ha puesto en evidencia que a ciertas frecuencias de vibración del motor, es decir a ciertas velocidades de rotación del motor, al menos uno de los acristalamientos tiene un modo de vibración y el habitáculo del vehículo tiene un modo acústico, amplificando el acoplamiento entre estos dos modos el zumbido, procedente de la radiación acústica por los acristalamientos de la energía que proviene en este caso del motor. Naturalmente, la velocidad de rotación del motor origen de estos fenómenos es particular de cada tipo de vehículo y así no puede ser generalizada a un único valor.

También, para mejorar el confort acústico en el interior del habitáculo del vehículo frente a los ruidos de origen solidiano, la patente EP 0 844 075 propone un acristalamiento laminado que comprende al menos un film intercalar que tiene cualidades muy satisfactorias de amortiguamiento de los sonidos audibles de origen solidiano, porque tienen un factor de pérdida tgδ superior a 0,6 y un módulo de cizalladura G' inferior a 2.107 N/m2, en un ámbito de temperatura comprendido entre 10 ºC y 60 ºC.

Una solución alternativa o complementaria de la utilización de un acristalamiento con propiedad de amortiguamiento acústico puede consistir en asociar a la periferia del acristalamiento un perfil con propiedad de amortiguamiento acústico. De la solicitud de patente WO 04/012952, se conoce un perfil que, para asegurar tal propiedad de amortiguamiento acústico, debe presentar una rigidez lineal real equivalente k'eq al menos igual a 25 MPa, en combinación con un factor de pérdida equivalente tgδeq al menos igual a 0,25.

La rigidez lineal equivalente es la rigidez equivalente del perfil llevada a un metro lineal de perfil.

La rigidez equivalente es la rigidez del conjunto del perfil cualesquiera que sean el número de materiales y su constitución.

La rigidez es una magnitud que relacione las deformaciones del perfil con los esfuerzos que le son aplicados. La rigidez está definida por la rigidez de los materiales que constituyen el perfil y por la geometría del perfil, siendo la rigidez una magnitud característica del material que es función del módulo de Young y/o del módulo de cizalladura. El módulo de Young está ligado a las tensiones y deformaciones experimentadas por el material según un trabajo a tracción-compresión, mientras que el módulo de cizalladura está ligado a las tensiones y deformaciones experimentadas por el material según un trabajo a cizalladura.

El factor de pérdida equivalente tgδeq es el factor de pérdida del conjunto del perfil cualesquiera que sean el número de materiales y su constitución.

El factor de pérdida está definido por la relación entre el poder de disipación, es decir la transformación de la energía de deformación del perfil en energía calorífica en el conjunto del perfil, y la rigidez lineal.

Para conocer la rigidez lineal real equivalente k'eq y el factor de pérdida equivalente tgδeq de un perfil constituido por uno o varios materiales, estas magnitudes son estimadas con la ayuda de un viscoanalizador. El viscoanalizador mide la rigidez real equivalente k'eq y el poder de disipación equivalente k”eq de una muestra de perfil de sección idéntica a la del perfil y de longitud L y después se efectúan los cálculos siguientes:

- relación entre la rigidez real equivalente medida y la longitud L del perfil para obtener la rigidez real lineal equivalente k'eq del perfil;

- relación entre el poder de disipación equivalente medido y la rigidez real equivalente medida para obtener el factor de pérdida equivalente tgδeq del perfil.

En este tipo de perfil citado anteriormente, solo se tienen en cuenta las tensiones y deformaciones experimentadas por los materiales según un trabajo... [Seguir leyendo]

1. Perfil de estanqueidad (1) destinado a estar asociado entre una carrocería (2) de vehículo y un acristalamiento (3), donde el perfil constituye un medio de amortiguamiento acústico cuando es sometido a la acción de un campo vibratorio, éste asegura un trabajo a cizalladura asociado a movimientos locales del acristalamiento en su plano, mientras que la carrocería se deforma en la dirección de la normal local al acristalamiento, caracterizado porque el trabajo a cizalladura del perfil está definido por el factor de sobretensión A que tiene el perfil, siendo este factor de sobretensión inferior o igual a 4 y determinado por le relación entre la receptancia máxima R1 y la receptancia casi estática a la cizalladura R0, siendo la receptancia la función de respuesta en frecuencia que da la relación entre el desplazamiento en función de la frecuencia de un peso y el esfuerzo que le es inyectado, estando el peso montado entre dos soportes metálicos por medio de muestras del perfil, y porque la receptancia R0 del perfil es superior a 3.10-6 m/N.

2. Perfil de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el perfil está constituido por uno solo o varios materiales apilados.

3. Perfil de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el material o los materiales presentan propiedades de pegado con al menos el acristalamiento y/o la carrocería.

4. Perfil de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el material del perfil está constituido de poliuretano monocomponente y de modo más particular de poliuretano monocomponente modificado por terminaciones silano, presentando el material una doble transición vidriosa, en dos zonas de temperatura bien distintas.

5. Perfil de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque es aplicado al menos a uno de los elementos que forman el acristalamiento y la carrocería por un procedimiento de extrusión, y/o de encapsulación, y/o de transferencia a partir de un moldeo, y/o de moldeo por inyección.

6. Perfil de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el perfil presenta una sección uniforme o no en toda o parte de su longitud.

7. Perfil de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque está asociado a la carrocería de un vehículo automóvil.

8. Perfil de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque está asociado a un acristalamiento laminado que comprende al menos dos hojas de vidrio y un film con propiedades acústicas.

9. Procedimiento para determinar la propiedad disipativa de un perfil destinado a estar asociado entre una carrocería de vehículo y un acristalamiento, estanco caracterizado el procedimiento porque consiste en establecer el factor de sobretensión A del perfil que es determinado por la relación entre la receptancia máxima R1 y la receptancia casi estática a la cizalladura R0, siendo la receptancia la función de respuesta en frecuencia que da la relación entre el desplazamiento en función de la frecuencia de un peso y el esfuerzo que le es inyectado, estando montado el peso entre dos soportes metálicos por medio de muestras del perfil, teniendo el perfil propiedades disipativas cuando el factor de sobretensión A es inferior o igual a 4 y la receptancia R0 del perfil es superior a 3.10-6 m/N.

10. Utilización de un perfil de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, asociado entre un acristalamiento y una carrocería de vehículo para el amortiguamiento acústico de una radiación vibratoria a la cual está expuesto el acristalamiento y/o la carrocería.