具有声学特性的塑料汽车车窗的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种塑料车窗(4)，其用于支承于其周缘(20)上被安装，尤其支承于机动车辆的车身上被安装，所述窗(4)包括具有可变厚度T的至少一个部分(8)，所述部分(8)用于改变在所述窗(4)中的振动波的传播速度以降低所述窗(4)的声透射。本发明还涉及一种通过注射成型定形这种窗(4)的方法。本发明还涉及一种用于这种方法的模具，所述模具包括具有凸形形状的模子以形成所述窗的内面(18)，所述面(18)用于朝向机动车辆的内部。本发明还涉及包括这种窗的车辆。
【专利说明】
具有声学特性的塑料汽车车窗
技术领域
[0001]本发明涉及配备有车窗的机动车辆的领域。更具体地，本发明涉及配备有塑料车窗的机动车辆的制造实施。
【背景技术】
[0002]图1示出包括多个车窗4的机动车辆2的实施。车辆的较大面积为玻璃窗是实施的增长趋势，这主要与这种实施可以为使用者所带来的视觉舒适度有关。另一个增长趋势是实现减重的车辆，这种减重的车辆从经济的观点而言对使用者是有利的，因为其有助于更少的燃料消耗。然而，机动车辆的车窗是其重量中不可忽略的部分。作为示例和数量级，在相等厚度下，玻璃车窗的质量与塑料车窗的质量之比为基本等于2的因数。然而，尤其由于对于汽车制造商玻璃车窗的成本相对经济，因此玻璃车窗至今一直是主要的实施方式。然而如果制造成本维持，车辆重量的差别能够变成商业王牌，因此对于汽车制造商而言制造具有更轻车窗的车辆是有利的。具有更轻车窗的车辆的实施相反可能会导致对使用者而言在噪音方面的舒适性损害。事实上，已知车辆的隔音质量尤其与所使用的车窗的种类有关。
[0003]作为声屏障的车窗的隔音在不同的可听见的频率范围上具有不同的特性。比较而言，塑料车窗，由于其较小的密度，在可听见的低频率上提供较差的声学性能;在相等厚度下，也由于其较小的密度，塑料车窗在1kHz周围呈现出声学性能的下降，而对于玻璃车窗，声学性能的下降发生在4kHz周围。
[0004]因此所希望的是具有减轻的车窗的机动车辆的制造能够满足车辆的可接受的隔音，车辆的减轻不应当取决于相关的制造成本。
[0005]为了减少透射的噪声，已知通过涂有具有粘弹性的插入薄膜(例如聚乙烯醇缩丁醛)的压延(层压)玻璃的使用，力图减小在车窗中的弯曲波的振幅。这种改变是有利的，因为其通过在较低硬度的薄膜中的机械(振动)能量的耗散，减弱透射损失的下降。然而其由于相关的额外成本而难以应用于有机物的车窗，尤其是塑料车窗。
【发明内容】
[0006]本发明旨在为了降低车辆的总重量并且以经济可行的视角，有助于具有塑料车窗的机动车辆的实施。更具体地，本发明旨在改善配备有这种车窗的车辆的声舒适性，还更具体地旨在降低在5kHz至1kHz频率范围内的声透射。
[0007]本发明涉及一种塑料车窗，其用于支承于其周缘上被安装，尤其支承于机动车辆的车身上被安装，其特征在于，所述车窗包括至少一个具有可变厚度的部分，所述部分用于改变在车窗中的振动波的传播速度，以降低所述车窗在5kHz至1kHz的频率范围内的声透射。
[0008]根据本发明的有利的方式，所述车窗源于优选地由聚碳酸酯制成的或者优选地由聚甲基丙烯酸甲酯制成的材料。
[0009]根据本发明的有利的方式，所述部分具有在所述车窗的平均厚度的15%至40%之间变化的厚度。
[0010]根据本发明的有利的方式，所述部分主要在所述车窗的周缘延伸，所述部分在周向上具有可变厚度，所述周缘具有介于所述车窗的最大尺寸的1%和15%之间的宽度。
[0011]根据本发明的有利的方式，所述部分还在正交于周向的方向上具有可变厚度。
[0012]根据本发明的有利的方式，所述部分在所述车窗的中心部分中或者在所述车窗表面的整体上延伸。
[0013]根据本发明的有利的方式，所述车窗具有介于4mm和8mm之间的平均厚度，所述车窗的声音削弱的测定值在对应于所述车窗的声重合区域的频率范围内从O提高至5dB。
[0014]本发明还涉及一种通过注射成型使塑料车窗成形的方法，其特征在于，所述车窗为根据本发明的车窗。
[0015]本发明还涉及一种工具，其特征在于，其被配置为实施根据本发明的方法，所述工具包括具有凸形形状的模子以使所述车窗的内面成形，所述面用于朝向机动车辆的内部。
[0016]本发明还涉及一种机动车辆，其特征在于，其包括根据本发明的至少一个塑料车窗，所述车窗优选地通过胶合被安装在车辆的车身上。
[0017]本发明的解决方法是有利的，因为其允许在5kHz至1kHz的高频临界范围内减少车辆中的噪声。事实上，车窗中的厚度变化改变了车窗中的弯曲波的波长和速度，使得减少了声波的透射损失的下降。由此改善的塑料车窗的声屏障有助于制造较轻的机动车辆，同时相对于已知的塑料车窗减少了车辆外部的声波的透射。
【附图说明】
[0018]借助对示例性实施方式的描述及附图，更好地理解本发明的其它特征和优点，在附图中:
[0019]-图1示出配备有根据本发明的车窗的机动车辆；
[0020]-图2是示出穿过车窗的声透射损失的原理的示意图；
[0021]-图3是示出穿过图2的车窗的透射损失下降的原理的曲线图；
[0022]-图4是图1的车窗的径向截面图以及车窗的两部分的放大图；
[0023]-图5是示出根据本发明的优选实施方式的车窗的透射损失下降减少的曲线图；
[0024]-图6是根据优选实施方式的图1的车辆车窗的正视图；
[0025]-图7是图6的车窗的周缘的截面图；
[0026]-图8是图6的车窗的径向截面图。
【具体实施方式】
[0027]图1是包括至少一个根据本发明的外部车窗4的车辆2的视图。在本发明的优选方式中，车窗4支承于车身上且通过胶合被固定在车身的凹槽上。作为示例，车窗4可以是侧板或车顶或后窗的窗。车窗4是由有机主材料6制成，车窗4有利地由塑料制成以使车辆减重。作为示例，车窗4由聚碳酸酯或者聚甲基丙烯酸甲酯制成。
[0028]图2和图3示出声屏障和在临界频率范围上车窗的声学性能的下降的已知原理及现象，有必要理解该原理及现象以了解它们对车辆隔音的作用。
[0029]图2示出了车辆2的车窗4，在车窗的上方示出了表示外部声功率的第一箭头，在车窗的下方以更小的尺寸示出了表示透射进入车辆2内部的声功率的第二箭头。箭头尺寸的差别表示穿过车窗、更具体地穿过实心且对空气密封的声功率由于透射的损失(单位dB)“透射损失”。该损失通过外部和内部之间噪声的减少具体化，车窗成为通常所称的声屏障。在图2的图像上可以看到，在空气中长度为Xair的声波以及在车窗中长度为Af Iex的振动波(或弯曲波)，声波从外部向内部移动(在图像上从上向下)并且在经过时在车窗中产生振动波。
[0030]图3示出车窗的透射损失的下降的现象，换言之，穿过车窗的噪声更多地通过，该现象根据车窗在频率f的特定临界范围内出现。在临界频率C(单位Hz)的区域上的图像总体上示出该现象的突发性。损失下降的最低点在物理上对应于车窗中的弯曲波(Aflex)和包围车窗的空气中的声波(λ3?Γ )的空间和频率的重合。车辆外部的声波的传播速度(或者声速c;C = AXf)等于车窗中的振动波的传播速度。
[0031]为了补偿关于现有技术描述的处于低频率的塑料窗的较差的隔音，可以增加车窗的厚度同时使车窗的重量维持在现今使用的玻璃车窗的重量以下。相反地，在临界频率C的范围内，增多的噪声被透射，并因此以不利的方式从1kHz的区域向对人类听觉更可听见的5kHz至1kHz的范围移位。
[0032]在本发明的范围内，塑料车窗被配置，使得其在声重合区域中提供噪声透射的减少，更具体地在更可听见的5kHz至1kHz的该频率范围内。
[0033]图4是根据本发明的车窗4的径向截面图。图像也包括窗的两个区域的放大。车窗4包括具有可变厚度T的至少一个部分8。AD(在图像上示出)对应于在车窗4的部分8中的可变厚度T的变化量。如上所示，车窗的隔音质量根据窗中振动(或者弯曲)波的传播速度V变化，传播速度本身取决于声波的频率以及车窗中的弯曲波的波长。然而，车窗厚度的不均匀直接影响该速度V。事实上，车窗4中的弯曲波(Aflex)与窗4的厚度T的平方根成正比。因此，由于部分8的不均匀的厚度，部分8中的传播速度V也是不均匀的。部分8不限于在车窗4中，传播速度V可能在车窗4的整个表面上都不是均匀的。因此，在特定声频率处声重合的现象，即源于声透射损失的急剧下降的现象，通过使用根据本发明的车窗而不会系统地表现出来。部分8可以在车窗4的中心部分12中延伸，部分8也可以在车窗4的表面14的整体上或在车窗4的周缘20上延伸。Δ D是车窗4的平均厚度16的15 %至40 %。作为示例，车窗4具有可变厚度1 = 4111111+0.51]11]1至1 = 41]1111-1.5mm。仍作为示例的情况下，车窗4还可以具有可变厚度T =8mm+1 mm至T = 8mm-3mm。对于平均厚度16介于4mm至8mm之间的车窗4，车窗的声音削弱的测定值可以在5kHz至1kHz的频率范围内被改善直至5dB。
[0034]优选地，车窗4通过由注射成型来成形的方法来实施。工具被配置为实施该方法，模具包括具有凸形形状的模子以形成车窗4的内面18，所述面被用于朝向机动车辆的内部。
[0035]图5通过曲线图示出根据本发明的车窗4的透射损失下降的减少。更具体地，第一曲线图(以虚线)示出传统的塑料车窗的透射损失，第二曲线图(以实线)示出了根据本发明的塑料车窗4的透射损失。在这种情况下，车窗的参照厚度为6_，根据本发明的车窗的厚度为在4mm至8mm之间可变的厚度。自大约5 kHz的可听见的频率起，可以观察到参照曲线的透射损失(单位dB)的下降的开始。另外可以看到参照曲线的损失的明显下降直到大于10kHz。第二曲线相反地保持在等价于用于介于4kHz和5kHz之间的频率所达到的声音减少的声屏障的水平段上。
[0036]以下图6至图8示出根据本发明的车窗4的优选实施方式。以下描述的本发明的实施例本身不限定权利要求保护的本发明的范围。
[0037]图6是根据优选实施方式的车窗4的正视图。具有可变厚度T的部分8在车窗4的周缘20延伸。部分8在这种情况下在周缘20的一部分上延伸。可替换地，部分8可以在周缘20的整体上延伸。在周缘20处的部分8可以具有介于车窗4的最大尺寸24的I %和15%之间的宽度22。在该实施方式中，部分8具有可变厚度T，另外，在正交于周向的方向上。在优选实施方式中，部分8也可以在车窗4的表面14的整体上延伸。
[0038]图7是沿着根据优选实施方式的车窗4的周缘的截面图。具有可变厚度T的部分8的厚度的变化量A Dl在周向上延伸。
[0039]图8是在根据优选实施方式的车窗4的径向截面图。具有可变厚度T的部分8的厚度的变化量△ D2在正交于周向的方向上延伸。
【主权项】
1.一种塑料车窗(4)，其用于支承于其周缘(20)上被安装，尤其支承于机动车辆的车身上被安装； 其特征在于， 车窗(4)包括至少一个具有可变厚度T的部分(8)，所述部分(8)用于改变在所述车窗(4)中的振动波的传播速度，以降低所述车窗(4)在5kHz至1kHz频率范围内的声透射。2.根据权利要求1所述的车窗(4)，其特征在于，其源于优选地聚碳酸酯制成的或者优选地聚甲基丙烯酸甲酯制成的材料。3.根据权利要求1和2中任一项所述的车窗(4)，其特征在于，所述部分(8)具有在所述窗(4)的平均厚度(16)的15 %至40 %之间变化的厚度T。4.根据权利要求1至3中任一项所述的车窗(4)，其特征在于，所述部分(8)主要在所述车窗(4)的周缘(20)上延伸，所述部分(8)在周向上具有可变厚度T，所述周缘(20)具有介于所述车窗(4)的最大尺寸(24)的1%和5%之间的宽度(22)。5.根据权利要求4所述的车窗(4)，其特征在于，所述部分(8)还在正交于周向的方向上具有可变厚度T。6.根据权利要求1至5中任一项所述的车窗(4)，其特征在于，所述部分(8)在所述车窗(4)的中心部分(12)中或者在所述车窗(4)的表面(14)的整体上延伸。7.根据权利要求1至6中任一项所述的车窗(4)，其特征在于，所述车窗(4)具有介于4mm和8mm之间的平均厚度(16)，所述车窗(4)的声音削弱的测定值在对应于所述车窗(4)的声重合区域的频率范围内被提高直至5dB。8.—种通过注射成型使塑料车窗(4)成形的方法，其特征在于，所述车窗(4)是根据权利要求I至7中任一项所述的车窗。9.一种成型工具，其特征在于，其被配置为实施根据权利要求8所述的成型方法，所述工具包括具有凸形形状的模子以使所述车窗的内面(18)成形，所述面(18)用于朝向机动车辆的内部。10.—种机动车辆，其特征在于，其包括至少一个根据权利要求1至7中任一项所述的塑料车窗(4)，所述车窗(4)优选地通过胶合被安装在车辆的车身上。
【文档编号】B60J1/00GK106061778SQ201580011193
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年1月22日 公开号201580011193.3, CN 106061778 A, CN 106061778A, CN 201580011193, CN-A-106061778, CN106061778 A, CN106061778A, CN201580011193, CN201580011193.3, PCT/2015/50154, PCT/FR/15/050154, PCT/FR/15/50154, PCT/FR/2015/050154, PCT/FR/2015/50154, PCT/FR15/050154, PCT/FR15/50154, PCT/FR15050154, PCT/FR1550154, PCT/FR2015/050154, PCT/FR2015/50154, PCT/FR2015050154, PCT/FR201550154
【发明人】弗朗索瓦·范埃尔普, 帕特里克·肖代
【申请人】标致雪铁龙集团