DE1112350B

DE1112350B - Bedaempfter, als Hohlkoerper ausgebildeter Koerper und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1112350B
Application number: DEU7004A
Authority: DE
Inventors: Henry H Hoadley
Original assignee: United Aircraft Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1959-07-03
Filing date: 1960-03-23
Publication date: 1961-08-03

Description

Bedampfter, als Hohlkörper ausgebildeter Körper und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft einen bedampften, als Hohlkörper ausgebildeten Körper, in den zur Bedämpfung eine bewegliche Füllmasse enthaltende Hohlkugeln eingelagert sind: Solche Körper sind bekannt, und durch die eingelagerten, mit einer Füllmasse versehenen Hohlkugeln wird beim Stoß des Körpers auf eine elastische Unterlage Rückprallenergie vernichtet, und auftretende Schwingungen werden gedämpft. Beim Aufprall des Körpers auf eine Unterlage werden die in ihm eingelagerten Hohlkugeln verformt, und zwischen ihnen und dem Hohlkörper einerseits und den Füllmassen andererseits tritt Reibung auf. Hierdurch wird die Rückprallenergie vernichtet. Der Körper wird bedampft, wobei die bekannten Gesetze der Dynamik anwendbar sind.
Eine solche Bedämpfung versagt aber dann, wenn die bei dem Aufprall des Körpers auf eine Unterlage zu vernichtende Energie zu groß ist oder wenn der Körper ständig Schwingungen ausgesetzt ist, wie z. B. die Verdichterflügel in den Triebwerken von Flugzeugen. Es kann dann eintreten, daß die lose in dem Hohlkörper eingelagerten -Hohlkugeln sich gegenüber diesem und relativ zueinander bewegen,- wodurch Sekundärschwingungen entstehen, die die erzielte Bedämpfung herabsetzen oder sogar ins Gegenteil umkehren.
Nach der Erfindung wird dieser Nachteil vermieden und ein später erläuterter Vorteil dadurch erreicht, daß die Hohlkugeln untereinander und mit den Wänden des bedampften Körpers verbunden sind. Dabei wird empfohlen, die Hohlkugeln untereinander und mit den Wänden des bedampften Körpers mit einem warmhärtbaren Werkstoff zu verbinden.
Durch eine solche Ausbildung erreicht man, daß die Hohlkugeln die Bewegungen des bedampften Körpers, von dem die zu dämpfenden Schwingungenausgehen, genau mitmachen. Es tritt dann nur -noch eine Bewegung der Füllmassen gegenüber den Hohlkugeln auf, wodurch die Schwingungen des Körpers ohne Auftreten von Sekundärschwingungen einwandfrei gedämpft werden. Dies ergibt sich besonders dann, wenn die Füllmassen gegenüber den Hohlkugeln klein sind. Sie haben dann gegenüber diesen große Beweglichkeit, so daß ein großer Teil der zu vernichtenden Rückprallenergie oder der durch die Schwingungen des Hohlkörpers entstehenden Energie in kinetische Energie der Füllmassen umgesetzt und vernichtet wird.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß durch die Verbindung der Hohlkugeln mit dem zu bedampfenden Körper die Hohlkugeln auch im Sinn der Festigkeitslehre zu dem Körper -gehören und dessen Festigkeit erhöhen.. Zum Beispiel übertragen -die Hohlkugeln die auf einer Seitenwand auftretenden Scher= kräfte auf die gegenüberliegende. Nach der Erfindung kann man deshalb die Wände des zu bedampfenden Körpers dünner ausbilden, da die Hohlkugeln einen Teil der Belastung aufnehmen. Man gelangt daher zu sehr leichten Bauteilen, was besonders bei Flugzeugbauteilen wichtig ist.
Schließlich ist noch darauf hinzuweisen, daß allein schon bei einwandfreier Bedämpfung die Wände des zu bedampfenden Körpers schwächer bemessen werden können. Bei ungedämpften Schwingungen sonst auftretende Belastungsspitzen treten bei Bedämpfung nicht auf, so daß der Werkstoff weniger belastet wird. Auch dies ist besonders dann von Bedeutung, wenn es sich um Flugzeugbauteile handelt.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung zum Herstellen des erfindungsgemäß bedampften Körpers werden mehrere aus einem thermoplastischen Werkstoff bestehende Hohlkerne in den Körper eingelegt und mit später die Hohlkugeln bildenden Hüllen aus Metall versehen. Die Hüllen und der Körper werden miteinander verbunden und die gesamte Anordnung zwecks -Zusammenschrumpfens der Hohlkerne zur Füllmasse erwärmt. Der zur Verbindung der Hohlkugeln untereinander und mit dem Körper verwendete warmhärtbare Werkstoff kann in Form eines Pulvers vor der Erwärmung der gesamten Anordnung zugegeben werden. Zum Aufbringen der Hohlkugeln auf die Hohlkerne kann vor der Verbindung der Hohlkugeln untereinander und mixt dem zu bedämpfenden Körper eine Metallösung zwecks Galvanisierung durch den Körper gepumpt werden.
Die Hohlkerne, die bei Erwärmung zur Füllmasse zusammenschrumpfen, werden aus einem Werkstoff gewählt, der bei erhöhter Temperatur, und zwar vorzugsweise in einem Bereich zwischen 150° und 260° erweicht. Ebenfalls kann ein Material mit niedrigem Gewicht verwendet werden, vorzugsweise nimmt man jedoch einen Kunststoff aus der folgenden Gruppe: Acrylat, Methacrylat, Celluloseacetat, Äthylcellulose oder Copolyvinylehloridacetat. Die Hohlkerne können aus einem dieser Stoffe in die Kugelform geblasen werden oder auch auf andere Weise hergestellt werden.
Die Hohlkerne können mit einem Film aus einem stromleitenden Stoff überzogen werden, so daß die Hüllen, die später die Hohlkugeln bilden, elektrisch auf diese aufgalvanisiert werden können. Die hierzu durch den Körper gepumpte Metallösung kann eine Lösung mit einem Gehalt an Nickel, Eisen oder Legierungen daraus sein. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 bis 3 drei Stufen beim Herstellen der die Füllmasse enthaltende Hohlkugeln, Fig. 4 einen Schnitt durch einen bedämpften Körper und Fig. 5 schematisch eine Anordnung zum Überziehen der Hohlkerne am Beispiel eines Verdichterflügels aus einem Flugzeugtriebwerk.
Fig. 1 zeigt einen Hohlkern 10. Fig. 2 zeigt eine auf den Hohlkern 10, z. B. durch Galvanisieren aufgebrachte Hülle aus Metall. In Fig. 3 ist der Hohlkern 10 bereits zur Füllmasse 14 zusammengeschrumpft, so daß die Hohlkugel 12 mit der Füllmasse 14 übrigbleibt.
Fig. 4 zeigt den zu bedämpfenden Körper, versinnbildlicht durch Wände 18 und 20, in dem die Hohlkugeln 12 eingelagert sind. Beim Einfüllen in den Körper können sie mit einem in Staubform vorliegenden warmhärtbaren Werkstoff überzogen werden, worauf dann die gesamte Anordnung erwärmt wird, so daß durch Erweichen und Aushärten des warmhärtbaren Werkstoffes die Hohlkugeln. 12 miteinander verbunden und an den Wänden 18 und 20 zum Haften gebracht werden. Zusammen mit dieser Erwärmung können auch die Hohlkerne 10 zur Füllnasse 14 zusammengeschrumpft werden, wie dies in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Dabei sollte der Werkstoff für die Hohlkerne 10 so ausgewählt werden; daß er gegenüber der Hülle 12 nur schwach klebrig ist, so daß die Füllmasse 14 nach dem Zusammenschrumpfen frei und lose in der Hohlkugel 12 liegt. Dabei braucht die Füllmasse keine Kugelform anzunehmen, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.
Fig. 5 zeigt einen Verdichterflügel22, in den Hohlkugeln 24 von der in Fig. 2 gezeigten Form eingelegt sind. Mit der Pumpe 26 wird durch den Verdichterflüge122 eine metallische überzugslösung gepumpt, so daß alle Hohlkugeln 24 mit Metall überzogen werden. Auf diese Weise bildet der überzugsstoff selbst die Bindung zwischen den Hohlkugeln 24 einerseits und den Hohlkugeln 24 und dem Verdichterflüge122 andererseits. Die gesamte Einheit wird dann auf die erforderliche Temperatur erhitzt, so daß die Hohlkerne 10 zur Füllnasse 14 zusammenschrumpfen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Bedämpfter, als Hohlkörper ausgebildeter Körper, in dem zur Bedämpfung eine bewegliche Füllmasse enthaltende Hohlkugeln eingelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkugeln (12) untereinander und mit den Wänden (18, 20) des bedämpften Körpers verbunden sind.
2. Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkugeln (12) mit einem warmhärtbaren Werkstoff untereinander und mit den Wänden (18, 20) des bedämpften Körpers verbunden sind.
3. Verfahren zum Herstellen des Körpers nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere aus einem thermoplastischen Werkstoff bestehende Hohlkerne (10) in den Körper eingelegt und mit die Hohlkugeln (12) bildenden Hüllen aus Metall versehen werden, die Hohlkugeln und der Körper miteinander verbunden werden und die gesamte Anordnung zwecks Zusammenschrumpfens der Hohlkerne zur Füllmasse (14) erwärmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der warmhärtbare Werkstoff in Pulverform zugegeben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufbringen der Hohlkugeln (12) auf die Hohlkerne (10) und zwecks Verbindung durch Galvanisieren eine metallische Überzugslösung durch den Körper gepumpt wird. In Betracht gezogene Druckschriften; Deutsche Patentschrift Nr. 739 398.