DE1769082C3 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Entdröhnungsmittel für Bleche, welches aus Mischungen thermoplastischer
Bindemittel, Füllstoffen und gegebenenfalls Weichmaehern
besteht, wobei die Bindemittel ihrerseits aus einer Mischung von Polyvinylpropionat und Polyvinylacetat
bestehen.
Entdröhnungsmassen werden bekanntlich auf Bleche aufgebracht, um deren Schwingungen, vor allem deren
Biegeschwingungen, zu dämpfen und somit ihre Schallabstrahlung herabzusetzen. Da lärmerzeugende
Geräte, wie beispielsweise Spulmaschinen, Waschmaschinen, Klimaanlagen, Automobile und Flugzeuge im
Betrieb verschiedene Temperaturbereiche durchlaufen und die Dämpfung der bekannten Komponenten für
Entdröhnungsmittel stark von der Temperatur abhängig sind, ist man durch Mischur.g von verschiedenen
Komponenten mit Dämpfungsmaxima bei unterschiedlichen Temperaturen bestrebt, die Dämpfungsbandbreite
in Abhängigkeit von der Temperatur so breit wie möglich zu machen. Wenn die dadurch erreichte
Dämpfungskurve über einen weiten Temperaturbereich flach, d. h. ohne Hocker ist, so hat sie jedoch nur eine
relativ geringe Grunddämpfung. Wenn sich die Dämpfungskurve dagegen aus Höckern und dazwischenliegenden
Einbuchtungen ergibt, so können im Bereich der Hocker erheblich höhere Dämpfungswerte erzielt
werden, als dies mit der überall gleichen Grunddämpfung einer eingeebneten Dämpfungskurve der Fall ist.
Aus diesem Grund bevorzugt man bisweilen eine Dämpfungskurve mit ausgeprägtem Maxima bei verschiedenen
Temperaturen, wenn beispielsweise eine Maschine oder Anlage im wesentlichen in zwei
bestimmten Temperaturbereichen arbeitet, wobei die Zwischentemperaturen in relativ kurzer Zeit durchlaufen
werden. Derartige Doppelbandentdröhnungsmittel, bestehend aus Mischungen der eingangs beschriebenen
Art, sind bekannt (GB-PS 9 68 326).
Bekannt sind ferner Mehrband-Entdröhnungsmittel (DT-AS 12 00458) für Karosseriebleche, welche aus
Mischungen für Karosseriebleche, welche aus Mischungen einer oder mehrerer homo- und/oder kopolymeren
Komponenten, die mit geeigneten Weichmachern äußerlich weichgemacht sind, und einer oder mehreren
homo- und/oder kopolymeren Komponenten, die diese Weichmacher gar nicht oder nur wenig aufnehmen und
gegebenenfalls Füllstoffen bestehen.
Die Erfindung befaßt sich mit einem spezielle! Problem bei Doppelband-Entdröhnungsmitteln, näm
lieh der Abhängigkeit der Höhe der Dämpfungsmaxim; von der relativen Belagsdicke, d. h. von dem Verhältni
der Dicke des Dröhnungsir.iuel-Belages auf dem Blecl
zur Blechdicke.
Der Erfindung üegt die Aufgabe zugrunde, ein
technische Lehre dafür anzugeben, wie die Mischungs Verhältnisse eines Entdröhnungsmittels der eingang
beschriebenen Zusammensetzung zu wählen sind, dami bei unterschiedlichen Belagsdicken stets die Dämp
fungsmaxima etwa gleich hoch sind.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, dal das Verhältnis von Polyvinylpropionat/Polyvinylaceta
bei einer relativen Belagsdicke von etwa ξ = 3ungefäh
3, bei einer relativen Belagsdicke ξ < 3 kleiner als 3 unc
bei einer relativen Belagsdicke ξ > größer als 3 ist.
Eine der Bindemittelkomponenten kann teilweise durch Polyacrylsäureester, Polymethacrylsäureester
Polystyrol oder Polyvinylether ersetzt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfo!
gend an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 die Abhängigkeit der Dämpfung von der Temperatur zum Vergleich von zwei bekannten
Eiitdröhnungsmitteln mit dem erfindungsgemäßen Ent
dehnungsmittel,
Fig.2 die Abhängigkeit der Dämpfung von der
Temperatur des erfindungsgemäßen Entdröhnungsmittels mit variiertem Mischungsanteil,
F i g. 3,3a die Abhängigkeit der Temperatur von der relativen Blechdicke bei Variierung der Temperatur,
Fig.4 die Abhängigkeit der Dämpfung von der
Temperatur entsprechend der Kurve des erfindungsgemäßen Entdröhnungsmittels in Fig. 1, jedoch mit
variierten Weichmacheranteilen,
Fig. 5 die Abhängigkeit der Dämpfung von der Temperatur, wobei jedoch das Polyvinylpropionai
teilweise durch Polyacrylsäureester erstetzt ist,
Fig.6 die Abhängigkeit der Dämpfung von der
Temperatur, wobei das Polyvinylpropionat teilweise durch Polyvinyläthor ersetzt ist.
In Fig. 1 zeigt die Kurve 1 den Temperaturgang der
Dämpfung eines Entdröhnungsmittels, dessen Bindemittel allein aus Polyacrylsäureester besteht. Die Kurve hai
ein einziges schmales Maximum bei einem Temperatur bereich von etwa 200C Die Kurve 2 zeigt den
Temperaturgang der Dämpfung eines Entdröhnungsmittels, dessen Bindemittel aus einer Mischung von
Mischpolymerisaten besteht, die in der DT-AS 12 00 458
angegeben sind. Hier tritt ein relativ breites Maximum zwischen etwa 20 und 500C auf. Die Kurve 3 zeigt den
Temperaturgang der Dämpfung eines erfindungsgemä ßen Entdröhnunpsmittels. Obwohl später noch ausführlich
erläutert, soll bereits hier darauf hingewiesen werden, daß das Verhältnis der hier verwendeten
Bindemittel-Mischung von Polyvinylpropionat bei einer relativen Belagsdicke von f = 3 ungefähr 3 ist. Bei
dieser Kurve treten Dämpfungsmaxima im Bereich von 20 und 60°C auf, die etwa gleiche Höhe haben.
In Fig.2 ist die Dämpfung aufgetragen, die
verschiedene Versuchsmischungen in Abhängigkeit von der Temperatur erreichen. Die Meß-Streifen für die
Messungen waren einheitlich mit gleichen Mengen trockner Belagmasse versehen worden. Die Messungen
wurden nach dem von H. O b e r s t und K. Frankenfeld
in Acustica 2, 1952, AB 181 ff., beschriebenen Verfahren durchgeführt.
Kurve f zeigt diesen Temperaturgang der Dämpfung
einer Mischung aus
5,7% Polyvinylazetat,
17,1% Polyvinylpropionat,
77,2% Glimmer
17,1% Polyvinylpropionat,
77,2% Glimmer
(jeweils bezogen auf die Trockensubstanz).
Kurve 2 wurde mit einer Mischung aus 11,4% Polyvinylazetat,
11,4% Polyvinylpropionat,
77,2% Glimmer,
11,4% Polyvinylpropionat,
77,2% Glimmer,
und Kurve 3 mit einer Mischung aus
17,1% Polyvinylazetat
5,7% Polyvinylpropionat
77,2% Glimmer
erhalten.
5,7% Polyvinylpropionat
77,2% Glimmer
erhalten.
Kurve 1 zeigt nach einem steilen Anstieg der Dämpfung von 0 bis 20°C ein Maximum und dann°einen
sehr flachen Abfall der Dämpfung mit steigenden Temperaturen, wobei ein zweites Maximum angedeutet
wird.
Kurve 2 zeigt ebenfalls nach einem Temperaturanstieg von 0 bis 200C eine steile Dämpfungszunahme bis
zu einem ersten Maximum bei etwa 20°C und mit weiter steigenden Temperaturen zunächst eine Abnahme der
Dämpfung, jedoch dann wieder einen weiteren Anstieg zu einem zweiten Maximum der Dämpfung.
In Kurve 3 dagegen, die mit der dritten Versuchsmischung erhalten wurde, ist an Stelle des üämpfungsmaximums
bei 200C nur eine »Ausbeulung« der Dämpfungskurve
angedeutet. In dieser Mischung ist also der Anteil an Polyvinylpropionat bereits so gering, da3 im
Temperaturbereich um 200C die Dämpfung für die
meisten praktischen Fälle nicht mehr ausreicht.
Die Kurven der Fig. 2 zeigen, daß mit einem höheren Anteil von Polyvinylacetat ein stärker ausgeprägtes
Maximum oberhalb 6O0C verbunden ist und mit steigendem Anteil von Polyvinylpropionat das Dämpfungsmaximum
im Temperaturbereich um 2O0C ansteigt. Die Kurve 2 zeigt insbesondere, daß mit
gleichgroßen Anteilen beider Komponenten nicht unbedingt gleich hohe üämpfungsmaxima erreicht
werden. Wird also der Anteil einer der beiden Mischungskomponenten verringert, vermindert sich
zwar die Dämpfung des ihr zugehörigen Dämpfungsmaximums, jedoch wird das Dämpfungsmaximum, das
durch die andere Komponente erzeugt wird, nicht in gleichem Maße erhöht.
Im Zusammenhang mit diesen Dämpfungsmessungen wurden auch die elastisch-dynamischen Kennwerte der
Belagmaterialien bestimmt, also der Verlustfaktor ώ des reinen Belagmaterials und der Elastizitätsmodul des so
reinen Belagmaterials £2. Bekanntlich nimmt der Elastizitätsmodul solcher Kunststoffe und Kunststoffmischungen
mit steigender Temperatur ab. Demzufolge hat das gleiche Material in den beiden verschiedenen
Temperaturbereichen von 20 und 6O0C verschiedene Kennkurven. Fig. 3 zeigt die beiden Kennkurven, die
für die Mischung 1 bei 20°C und bei 6O0C ermittelt wurden. Die Kennkurve gibt bekanntlich an, in welcher
Weise die Dämpfung des Belagmaterials mit :k'm
Verhältnis ξ der Belagdicke h: zur Blechdicke Λι βο
zunimmt (relative Belagsdicke). Diese Zunahme ist für verschieden weiche bzw. für verschieden harte Materialien
unterschiedlich. Da die Härte eines Materials sich mit der Temperatur ändert, ändert sich somit auch die
Kennkurve dieses Materials.
Die Eigenart der beiden Kennkurven in Fig. 3 besteht in ihrer Überkreuzung, die bei ξ = 3 zu sehen
ist. Das bedeutet, daß bei der Anwendung dieser Mischung in der Praxis mit diesem Verhältnis der
Beiagdicke zur Blechdicke in den beiden Temperaturbereichen die Dämpfungen gleich groß sind, (s. F i g. 1,
Kurve 3). Aus diesem Verhalten der Kennkurven kann man nun folgende Regeln zum technischen Handeln
herleiten:
1) Sollen in den getrennten Temperaturbereichen maximaler Dämpfung gleich hohe Dämpfungsmaxima
erreicht werden, dann muß eine vorgegebene Mischung in einem bestimmten Verhältnis der
Belagdicke zur Blechdicke angewandt werden. Bei dem Mischungsbeispiel 1 ist dies ein Verhältnis
3:1.
2a) 1st aus Platz- oder Gewichtsgründen nur eine geringe Schichtdicke der Dämpfungsbeläge möglich,
dann wird man stets im unteren Bereich der beiden Kennkurven der Fig. 3 arbeiten müssen.
Sollen in diesem Fall die beiden Dämpfungsmaxima in den getrennten Temperaturbereichen gleich
hoch sein, müßte der Anteil der Komponente, die Ursache für das Dämpfungsmaximum oberhalb
6O0C ist, erhöht werden und/oder der Anteil der Komponente, die Ursache für das Dämpfungsmaximum
bei etwa 200C ist, vermindert werden. Dies ist z. B. bei den Mischungsbeispielen 2 und 3 der Fall
F i g. 3a zeigt ergänzend die beiden Kennkurven für Beläge aus der Mischung 2. Diese Kennkurven
zeigen, daß beispielsweise mit dieser die Verlustfaktoren in den beiden Dämpfungsmaxima bei
2O0C bzw. oberhalb 6O0C etwa gleich groß sind,
wenn die Belagdicke nicht größer ist als die Blechdicke.
2b) 1st besonders hohe Dämpfung notwendig, und die Anwendungen des Belagmaterials in einem besonders
großen Verhältnis der Belagdicke zur Blechdicke möglich, so muß man in dem oberen
Bereich der beiden Kennkurven der F i g. 3 arbeiten. In diesem Falle erreicht man gleichgroße
Dämpfung in den beiden voneinander getrennten Temperaturbereichen, wenn man den Anteil der
Mischungskomponente, die das Dämpfungsmaximum um 20° bestimmt, erhöht gegenüber der hier
benutzten Mischung, und/oder den Anteil der| Mischungskomponente, die das Dämpfungsmaximum
oberhalb 60° bestimmt, vermindert. Die in Fig. 1 eingezeichnete Kurve 3 entspricht derl
Mischung 1, wenn sie mit einem Verhältnis der| Belagdicke zur Blechdicke von etwa 3 angewendet wird.
Daß jetzt die Dämpfungsmaxima der Kurve 3 in Fig. 1 bei etwas niedrigeren Temperaturen liegen, ist
auf den Weichmachergehalt zurückzuführen. Dei Einfluß des Weichmachers wurde untersucht, indem zi
der obengenannten Mischung 2 Dibutylphthalat ir verschiedenen Mengen zugesetzt wurde, und zwai
maximal 5,2%, 2,7%, 1,6%, jeweils auf die gesamte Trockenmasse bezogen.
F i g. 4 zeigt den Temperaturgang der Dämpfung deJ weichmacherfreien Mischung 1 im Vergleich zu dem del
Mischung, der 5,2% Weichmacher auf die Gesamtsub stanz zugesetzt worden sind. Die Mischung, mit der dii
Kurve 3 in F i g. 1 erhalten wurde, hatte etwa l°/i Weichmacher, bezogen auf die gesamte Trockensub
stanz.
Diese Beispiele zeigen, daß man die Temperaturlageil
der beiden voneinander getrennten Dämpfungsbereich durch Weichmacherzugaben nach tieferen Temperatu
ren verschieben kann.
Aus technologischen Gründen ist es oftmals zweck
mäßig, einem Entdröhnungsmittel weitere Mischungsbestandteile
zuzusetzen. In F i g. 5 ist der Temperaturgang der Dämpfung einer Mischung aus
16% Polyvinylazetat,
4% Polyacrylsäureester,
4% Polyacrylsäureester,
14% Polyvinylpropionat,
66% Glimmer
dargestellt. Diese Kurve zeigt, daß ohne weiteres das Polyvinylpropionat teilweise durch Polyacrylsäureester
ersetzt werden kann.
In einer weiteren Versuchsreihe wurde Polyviny!- äther als Beimischung verwendet. In Fig.6 zeigt die
Kurve 1 den Temperaturgang der Dämpfung einer Mischung aus
t6% Polyvinylazetat,
4% Polyvinyläther,
4% Polyvinyläther,
14% Polyvinylpropionat,"
66% Glimmer.
Diese Kurve zeigt, daß durch die Zugabe von Polyvinyläther offenbar das Dämpfungsmaximum oberhalb
60° nach niedrigen Temperaturen, hier auf 50°. verlagert wird, während das Dämpfungsmaximum bei
20° in seiner Temperaturlage nicht beeinflußt wird. Zur Klärung dieses Verhaltens wurden die beiden einzelnen
Mischungsbestandteile jeweils für sich mit Polyvinyläther vermischt und die Lage der Dämpfungsmaxima
bestimmt. Kurve 2 zeigt, daß die Temperaturlage des Dämpfungsmaximums von Polyvinylpropionat unbeeinflußt
bleibt, wenn z. B. Vs des Polyvinylpropionates durch Polyvinyläther ersetzt wird u. ä. Kurve 3 zeigt den
großen Einfluß des Polyvinylethers auf die Temperaiurlage
des Dämpfungsmaximums von Polyvinylazetat. Für diesen Versuch wurden Polyvinylazetat und Polyvinyläther
in nahezu gleichen Mengenverhältnissen vermischt und mit Glimmer als Füllstoff versehen. Diese
Versuche zeigen, daß durch die Zugabe von Polyvinyläther zwar die Temperaturlage des vom Polyvinylazetat
bestimmten Dämpfungsmaximums verschoben wird,
ίο jedoch nicht die des Polyvinylpropionates. Mit einer
Zugabe von Polyvinyläther läßt sich demnach der Abstand der getrennten Temperaturbereiche großer
Dämpfung ändern.
Bei allen Versuchen, die hier beschrieben wurden, wurde einheitlich Glimmer als Füllstoff verwendet. Es
ist auch möglich, statt Glimmer das ihm verwandte Vermiculit als Füllstoff zu verwenden oder andere
Mineral- oder Gesteinspulver. Soll mit der dämpfenden Wirkung dieser Materialien auch gleichzeitig eine
verbesserte Wärmeisolaition verbunden werden, können
geschlossenzellige Kunst- oder Naturstoffe zugesetzt werden. Als Naturschaum kommt z. B. sogenannter
Perlit in Frage, der durch Expandieren vulkanischer Gläser, z. B. von Obsidian, entsteht und als geschlossenzellige
Kunstschäume kommen in Frage Körner oder Flocken von geschäumtem Polystyrol und/oder Zellvulkollan.
Durch die Zugabe dieser Schaumstoffe wird gleichzeitig das spezifische Gewicht des Dämpfungsbelages
vermindert.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Entdröhnungsmittel für Bleche, welches aus Mischungen thermoplastischer Bindemittel, Füllstoffen
und gegebenenfalls Weichmachern besteht, wobei die Bindemittel ihrerseits aus einer Mischung
von Polyvinylpropionai und Polyvinylacetat bestehen,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Polyvinylpropionat/Polyvinylacetat
bei einer relativen Belagsdicke von etwa ξ = 3 ungefähr 3, bei einer relativen Belagsdicke ξ
< 3 kleiner als 3 und bei einer relativen Belagsdicke ξ
> 3 größer als 3 ist
2. Entdröhnungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Bindemittelkomponenten
teilweise durch Polyacrylsäureester, PoIyniethacrySsäureester,
Polystyrol oder Polyvinylether ersetzt ist
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