DE19645030B4 - Schwingungsdämpfendes Verbundbauteil und Herstellungsverfahren - Google Patents

Schwingungsdämpfendes Verbundbauteil und Herstellungsverfahren Download PDF

Info

Publication number
DE19645030B4
DE19645030B4 DE19645030A DE19645030A DE19645030B4 DE 19645030 B4 DE19645030 B4 DE 19645030B4 DE 19645030 A DE19645030 A DE 19645030A DE 19645030 A DE19645030 A DE 19645030A DE 19645030 B4 DE19645030 B4 DE 19645030B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
visco
composite component
substrate
elastic
vibration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19645030A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19645030A1 (de
Inventor
Richard M. Oshkosh Hansen
Scott R. Chicago Dobrusky
Edward J. Northbrook Vydra
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Material Sciences Corp
Original Assignee
Material Sciences Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Material Sciences Corp filed Critical Material Sciences Corp
Publication of DE19645030A1 publication Critical patent/DE19645030A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19645030B4 publication Critical patent/DE19645030B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/30Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium with solid or semi-solid material, e.g. pasty masses, as damping medium
    • F16F9/306Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium with solid or semi-solid material, e.g. pasty masses, as damping medium of the constrained layer type, i.e. comprising one or more constrained viscoelastic layers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

Schwingungsdämpfendes Verbundbauteil (20), mit dem geräuscherzeugende Schwingungen in einem Medium gedämpft werden, das mehrere Schwingungsarten aufweist, von denen jede eine unterschiedliche Eigenfrequenz der Schwingung besitzt, das die folgenden Merkmale aufweist:
a. ein Substrat (22), auf dem eine einzige visko-elastische Dämpfungsschicht (25A) aufgebracht ist, die aus einem Muster von drei seitlich benachbarten Streifen (26, 27, 28) unterschiedlicher visko-elastischer Werkstoffe (A, B, C) besteht, während
b. jeder Streifen (26, 27, 28) eine Breite aufweist, die größer ist als ein Viertel der Wellenlänge der Schwingungen in dem Medium der Schwingungsart unterster Frequenz.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verbundbauteil zum Dämpfen von Schwingungen und insbesondere von Schwingungen, die Geräusche hervorrufen, sowie ein Herstellungsverfahren. Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Dämpfung von schwingenden Systemen, um Geräusche zu unterdrücken.
  • In bestimmten Systemen erzeugen Schwingungen unerwünschte Geräusche. Beispielsweise können Bremsen, Scheibenbremsen, Karosseriebleche, Verpackungsmaschinen und andere System infolge Reibung und/oder Schwingungen zu erheblicher Geräuschbildung führen. Um dies zu unterdrücken, hat man bereits Dämpfungsbauteile mit visko-elastischem Material in schwingende Systeme eingebaut, um die Schwingungen zu absorbieren oder zu dämpfen.
  • Es ist bekannt, daß die schwingungsdämpfenden Eigenschaften von visko-elastischem Material, bekannt als „Verlustfaktor", von Temperatur und Frequenz abhängig sind. Da im Normalbetrieb viele Systeme in einem großen Temperaturbereich arbeiten müssen, kann der Verlustfaktor sich innerhalb des Temperaturbereichs stark verändern. Wenn so ein bestimmtes visko-elastisches Material bei einer bestimmten Temperatur gute Schwingungsdämpfung aufweist, kann dies bei anderen Temperaturen weniger wirksam sein. Auch kann ein bestimmtes visko-elasti sches Material bestimmte Schwingungsfrequenzen besser als andere Werkstoffe dämpfen.
  • Um den Temperaturbereich für eine wirksame Schwingungsdämpfung zu vergrößern, ist es bekannt, gestapelte oder geschichtete Dämpfungsstrukturen zu verwenden, die von unterschiedlichen visko-elastischen Werkstoffen in den verschiedenen Schichten Gebrauch machen, wobei die Spitzenwerte der Verlustfaktoren bei unterschiedlichen Temperaturen auftreten. Eine solche Struktur ist beispielsweise im U.S. Patent 5,099,962 geschildert. Die mehrschichtigen Bauteile sind jedoch schwierig und teuer herzustellen.
  • DE 27 32 483 B2 offenbart ein schwingungsdämpfendes Verbundbauteil und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Dieses Verbundbauteil besteht aus einem selbsttragenden Formteil und einer darauf aufgebrachten visko-elastischen Dämpfungsmasse. Beispielsweise strahlen unterschiedliche Bereiche von Karosserieblech eines Kraftfahrzeugs Schallsignale unterschiedlicher Frequenz und unterschiedlicher Intensität ab. Um diese Schallsignale zu dämpfen wird die Dicke des Formteils und der Dämpfungsschicht variiert. Diese Art der Dämpfung erfordert eine detaillierte Analyse der mit Schalldämpfung zu versehenden Oberflächen und Teile. Dies ist mit einem hohen Aufwand verbunden, der entsprechende Kosten verursacht.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes schwingungsdämpfendes Bauteil herzustellen, das die Nachteile bekannter Bauteile vermeidet und zusätzliche strukturelle betriebliche Vorteile bietet. So soll ein erfindungsgemäßer Verbundwerkstoff einen höheren Verlustfaktor über einen breiteren Temperaturbereich besitzen.
  • Im Zusammenhang damit, ist es ein erfindungsgemäßes Merkmal, daß der Verbundwerkstoff mehrere visko-elastische Stoffe besitzt, die nicht schichtweise angeordnet sind. Ferner sollen die Eigenschaften der visko-elastischen Werkstoffe hinsichtlich des Verlustfaktors verbessert werden. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Verbundwerkstoffes.
  • Vorgenannte Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.
  • So bestehen bestimmte Merkmale des schwingungsdämpfenden Verbundwerkstoffes in einem Substrat und einer einzelnen visko-elastischen Dämpfungsschicht auf dem Substrat, wobei diese Schicht ein Muster unterschiedlicher visko-elastischer Werkstoffe in benachbarten Bereichen aufweist.
  • Ferner besteht ein erfindungsgemäßer schwingungsdämpfender Verbundwerkstoff aus zwei abschließenden Schichten und einer einzelnen visko-elastischen Dämpfungsschicht zwischen diesen beiden abschließenden Schichten, wobei die Dämpfungsschicht in einem Muster aus benachbarten Bereichen unterschiedlicher visko-elastischer Werkstoffe angeordnet ist.
  • Weitere erfindungsgemäße Merkmale erhält man mit einem Dämpfungsbauteil, das aus einem dünnen, im wesentlichen flachen Körper visko-elastischen Materials besteht und mehreren kleinen Glimmerplättchen, die im Körper verteilt angeordnet sind.
  • Erfindungsgemäß ist auch ein Herstellungsverfahren für solche Dämpfungsbauteile vorgesehen, bei dem eine einzelne visko-elastische Dämpfungsschicht, die aus einem Muster benachbarter unterschiedlicher visko-elastischer Werkstoffe besteht, auf einem Substrat aufgebracht wird.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung erläutert: Es zeigen:
  • 1 einen Teilschnitt eines erfindungsgemäßen Bauteils in einer ersten Ausführungsform;
  • 2 eine Teilansicht der visko-elastischen Schicht des Bauteils in 1, gesehen in Pfeilrichtung 2-2 in 1;
  • 3 eine ähnliche Ansicht wie 2 in einer anderen Ausführungsform;
  • 4 eine Ansicht ähnlich 2 mit in Längsrichtung verlaufenden visko-elastischen Streifen;
  • 5 eine Ansicht ähnlich 4 mit diagonal angeordneten visko-elastischen Bereichen;
  • 6 eine Ansicht ähnlich 1 in einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
  • 7 eine Draufsicht auf die visko-elastische Schicht in 6 Längslinie 7-7 in 6;
  • 8 eine Ansicht ähnlich 1 in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
  • 9 einen Graph der Temperaturabhängigkeit des Verlustfaktors für mehrere unterschiedliche Schwingungsweisen eines Verbundwerkstoffes mit visko-elastischem Material nach dem Stand der Technik;
  • 10 einen Graph ähnlich 9 für einen Verbundwerkstoff mit einem anderen bekannten visko-elastischem Material;
  • 11 einen Graph ähnlich 9 für einen erfindungsgemäßen Verbundwerkstoff der die visko-elastischen Werkstoffe der 9 und 10 beinhaltet;
  • 12 einen Graph ähnlich 11 für einen anderen erfindungsgemäßen Verbundwerkstoff;
  • 13 einen Graph ähnlich 11 eines weiteren Verbundwerkstoffes gemäß der Erfindung mit drei elastischen Werkstoffen;
  • 14 einen Graph ähnlich 9 mit 5 Gew.-% Glimmerplättchen als Zusatz des visko-elastischen Werkstoffes;
  • 15 einen Graph ähnlich 10 mit 5 Gew.-% Glimmerplättchen im Verbundwerkstoff;
  • 16 einen Graph ähnlich 11 mit 5 Gew.-% Glimmerplättchen im visko-elastischen Material;
  • 17 bis 19 Graphs ähnlich 11 mit aus Richtung der visko-elastischen Streifen entsprechend den 2, 4 und 5.
  • Die 1 und 2 zeigen ein schwingungsdämpfendes Verbundbauteil 20 in einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das Verbundbauteil 20 besteht aus zwei abschließenden Schichten 21 und 22, die zwischen sich eine visko-elastische Schicht einschließen. Die eingrenzenden Schichten 21 und 22 bestehen vorzugsweise aus Metall und sind wesentlich dicker als die visko-elastische Schicht 25. Die Schichten 21 und 22 können aber auch aus anderen Werkstoffen bestehen, deren Elastizitätsmodul ausreichend hoch ist. Das Verbundbauteil 20 ist als längliches, etwa rechteckiges Gebilde dargestellt und die Schicht 25 besteht aus zwei unterschiedlichen Arten von visko-elastischem Werkstoff, nämlich A und B. Es ist erfindungswesentlich, daß die Werkstoffe A und B in einem bestimmten Muster mit un terschiedlichen benachbarten Bereichen angeordnet sind. Wie dargestellt, liegen diese Bereiche in Form abwechselnder, durchgehender paralleler Streifen 26 und 27 vor, von denen jeder vorzugsweise die gleiche Breite hat und sich von Seite zu Seite erstreckt, also im wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse des Bauteils 20. In 2 sind die Breiten der abwechselnden Streifen 26 und 27 kleiner als die halbe Länge des Bauteils 20 und sind in einem sich wiederholenden Muster in Längsrichtung des Bauteils 20 angeordnet.
  • 3 zeigt eine alternative Ausführungsform 25A der visko-elastischen Schicht im Bauteil 20, doch besteht das sich wiederholende Streifenmuster aus drei unterschiedlichen Streifen 26, 27, 28 mit drei unterschiedlichen visko-elastischen Werkstoffen A, B und C. Das Streifenmuster kann auch mit anderen Anzahlen visko-elastischer Werkstoffe aufgebaut sein.
  • Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das beschriebene Verbundbauteil 20 einen wesentlich größeren Temperaturbereich aufweist, in dem man eine wirksame Geräuschdämpfung erhält, im Gegensatz dazu, wenn man das Bauteil aus nur einem visko-elastischen Werkstoff A oder B aufbaut, ohne daß man unterschiedliche visko-elastische Werkstoffe übereinanderschichtet. Die 9 bis 11 zeigen Schaubilder des temperaturabhängigen Verlustfaktorverlaufes für verschiedene Verbundbauteile. So sind jeweils die 9, 10 und 11 Schaubilder für die Änderung des Verlustfaktors, abhängig von der Temperatur, für mehrere Schwingungsweisen 1 bis 5 des Bauteils bei kleinster Frequenz.
  • 9 betrifft ein Bauteil mit einer einzigen visko-elastischen Schicht aus einem einzigen visko-elastischen Werkstoff A zwischen zwei abschließenden Schichten, von denen jede aus kaltgewalztem Stahlblech von 0,3 mm (0,0123 inch) Dicke besteht. Dieses Bauteil liefert eine effektive Schwingungsdämpfung (Verlustfaktor von 10–1 oder höher) in einem Temperaturbereich von etwa 4 bis 54°C (40 bis 130°F). Das Schaubild der 10 gilt für ein ähnliches Bauteil, das sich nur dadurch unterscheidet, daß die visko-elastische Schicht aus einem einzigen Werkstoff B besteht, Dieses Bauteil besitzt eine effektive Schwingungsdämpfung im Temperaturbereich von etwa 43 bis 121°C (110 bis 250°F).
  • 11 gilt für ein Verbundbauteil gemäß der Erfindung, nämlich in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der 1 und 2, mit den vorbeschriebenen abschließenden Schichten und abwechselnden benachbarten Streifen visko-elastischer Werkstoffe A und B, deren Breite jeweils etwa die halbe Länge des Bauteils beträgt, so daß jeweils nur ein Streifen vorhanden ist. 11 zeigt, daß dies zu einer effektiven Schwingungsdämpfung im Bereich von etwa 4 bis 99°C (40 bis 210°F) führt. So hat die erfindungsgemäße Ausführungsform den Temperaturbereich für eine effektive Schwingungsdämpfung erheblich verbreitert.
  • In den Ausführungsformen der 1 bis 3 wird die visko-elastische Schicht 25 flüssig aufgebracht. Im einzelnen werden die Streifen 26, 27 und 28 in passender Weise auf ein unteres Substrat aufgebracht, also auf eine abschließende Schicht 21 bzw. 22. Dann wird das beschichtete Substrat erwärmt, um Lösungsmittel zu entfernen und dann wird die andere abschließende Schicht 21 bzw. 22 aufgelegt, solange die visko-elastische Schicht 25 oder 25A noch klebrig ist und damit werden die abschließenden Schichten durch Verkleben befestigt.
  • Die Schichten 25 bzw. 25A können aber auch als Film aufgebracht werden. So werden Blätter visko-elastischer Schichten A, B und C auf Abziehfolien in Streifen passender Breite geschnitten. Dann wird die Abziehfolie entfernt und die Streifen auf ein unteres Substrat, also auf die Schicht 21 oder 22 in dem in den 2 oder 3 dargestellten Muster aufgeklebt, so daß sie die Streifen 26, 27 und 28 bilden. Dann wird die andere Außenschicht aufgelegt, wobei davon ausgegangen wird, daß die visko-elastische Schicht 25 von selbst mit den Außenschichten 21 und 22 verklebt.
  • In den Ausführungsformen der 1 bis 3 liegen die Streifen 26 bis 28 rechtwinklig zur Längsachse des Bauteils 20. Es kann aber auch eine andere Ausrichtung der Streifen erfolgen. So zeigt 4 eine Schicht 25B mit Streifen 26 und 27 unterschiedlicher visko-elastischer Werkstoffe A und B, die in Längsrichtung angeordnet sind. In 5 liegen die Streifen 26 und 27 unterschiedlicher Stoffe A und B diagonal zur Längsachse. Dies läßt sich auch für Streifen mit drei oder mehr visko-elastischen Werkstoffen ausführen. Es wird bemerkt, daß die Orientierung der Streifen die schwingungsdämpfenden Eigenschaften des Verbundbauteils nicht wesentlich verändert.
  • Ob sich ein Streifenmuster wiederholt, und auch die Anzahl der Wiederholungen hängt von den Gesamtabmessungen des Bauteils und den Breiten der einzelnen Streifen ab. Diesbezüglich kann eine Anzahl von unterschiedlichen Breiten für die Streifen wirksam sein. Es wird angenommen, daß visko-elastische Streifen dann effektiv sind, wenn die Streifenbreite kleiner ist als die Länge des Verbundbauteils geteilt durch die Anzahl der verwendeten unterschiedlichen visko-elastischen Werkstoffe, und größer ist als ein Viertel der Wellenlänge der untersten Eigenfrequenz im Schwingungsverhalten des Verbundbauteils.
  • Auch wenn – wie dargestellt – die benachbarten Streifen gleiche Breite aufweisen, so können doch abhängig von der Natur der visko-elastischen Werkstoffe benachbarte Streifen unterschiedliche Breiten aufweisen. Auch wenn hier Streifenmuster dargestellt worden sind, so gelten doch die Prinzipien der Erfindung auch für andere Muster, solange unterschiedliche visko-elastische Werkstoffe benachbart angeordnet sind.
  • In Testversuchen der Erfindung war die Dicke der abschließenden Schichten 21 und 22 wesentlich größer als die Dicke der visko-elastischen Schichten 25, 25C. Beispielsweise hatte die visko-elastische Schicht eine Dicke von etwa 0,025 mm (0,001 inch) und jede abschließende Schicht eine Dicke im Bereich von etwa 0,25 bis 0,5 mm (0,01 bis 0,02 inch). Das erfindungsgemäße Prinzip läßt sich aber auch auf Verbundbauteile mit anderen Verhältnissen für die Dicke der Schichten anwenden.
  • Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in den 6 und 7 dargestellt. Das Verbundbauteil 30 bedient sich der gleichen abschließenden Schichten 21 und 22 mit einer zwischenliegenden visko-elastischen Schicht 35. Hier ist aber in der Schicht 35 eine Anzahl von Glimmerplättchen 36 verteilt angeordnet. Die Schicht 35 wird flüssig aufgebracht und die Glimmerplättchen werden in den visko-elastischen Werkstoff vor dem Aufbringen auf die Unterschicht eingerührt; die Menge beträgt etwa 5 Gew.-% der visko-elastischen Mischung.
  • Vorzugsweise sind die Glimmerplättchen 36 dünne, scheibchenartige Strukturen, bei denen das Verhältnis der maximalen Oberfläche zur Dicke im Bereich von etwa 10 bis 100 liegt. In Testversuchen war die maximale Oberflächenabmessung der Glimmerplättchen 36 etwas größer als die Dicke der visko-elastischen Schicht 35. Insbesondere betrug die Dicke der visko-elastischen Schicht 0,025 mm und die Glimmerplättchen 36 hatten eine Siebgröße derart, daß die maximale Oberfläche etwa 0,044 mm (0,00175 inch) betrug und die Plättchendicke etwa 0,00025 mm (0,00001 inch).
  • Es hat sich herausgestellt, daß der Einbau solcher Glimmerplättchen 36 in einer Menge von etwa 5 Gew.-% die schwingungsdämpfenden Eigenschaften des visko-elastischen Werkstoffes im Scheitelbereich erhöht. Die 14 und 15 zeigen Schaubilder, wie sich der Verlustfaktor ändert bei Frequenzen für die Verbundbauteile der 9 bis 10, wenn 5 Gew.-% Glimmerplättchen 36 dem visko-elastischen Material hinzugefügt werden. Ein Vergleich dieser Schaubilder ergibt, daß der Zusatz der Glimmerplättchen die Verlustfaktor/Temperatur-Eigenschaften für die meisten Schwingungsarten leicht erhöht, insbesondere im Scheitelbereich und an den oberen und unteren Enden des Temperaturbereichs.
  • 8 zeigt ein Verbundbauteil 40 entsprechend dem Bauteil 20 mit der Ausnahme, daß die visko-elastische Schicht 45 5% Gew.-% Glimmerplättchen 36 in jedem Streifen 26 und 27 aufweist. 16 ist ein Schaubild, das für dieses Bauteil für verschiedene Schwingunsarten bei niedrigster Frequenz gilt.
  • Ein Vergleich der 16 mit 11 zeigt, daß der Zusatz der Glimmerplättchen 36 den Kurvenverlauf im Temperaturbereich wesentlich erhöht, indem man eine effektive Dämpfung erhält, d.h. zwischen 10°C bis etwa 100°C, wobei insbesondere das Maximum für den Verlustfaktor erhöht ist. So kompensiert der Zusatz der Glimmerplättchen 36 das leichte Absinken der maximalen Verlustfaktorwerte für die visko-elastischen Werkstoffe A und B in ihrer Kombination in einer streifenförmigen Anordnung. Diese Verringerung läßt sich aus einem Vergleich der 11 mit den 9 und 10 ersehen.
  • Im weiteren wird die Erfindung anhand folgender Beispiele erläutert.
  • BEISPIEL 1
  • Als Außenschichten dienten jeweils ein rechtwinkliges, kaltgewalztes Stahlblech in einer Größe von 25,4 × 152, 4 mm und einer Dicke von 0,3 mm. Zwei verschiedene flüssige visko-elastische Werkstoffe wurden streifenförmig auf eine Fläche der einen Außenschicht aufgebracht. Der eine visko-elastische Werkstoff war eine kreuzweise selbstvernetzende Acryllösung, ein druckempfindlicher Klebstoff des Typs; wie er von Morten International unter der Handelsbezeichnung MORSTIK® angeboten wird. Der andere visko-elastische Werkstoff war ein flüssiges Dämpfungspolymer des Typs, wie er von der 3M Company unter der Handelsbezeichnung SCOTCHDAMP® SJ-2125 verkauft wird. Zum Aufbringen des visko-elastischen Werkstoffes wurde eine seitliche Trennwand auf die Substratschicht mittig in ihrer Länge aufgelegt und die beiden visko-elastischen Werkstoffe wurden zu beiden Seiten der Trennwand aufgebracht und dann von einer abgesenkten Spachtel gleichmäßig in einer Dicke von etwa 0,025 mm verteilt und eingeebnet. Das beschichtete Substrat wurde dann in einem Ofen erhitzt, die Lösungsmittel ausgetrieben und im noch klebrigen Zustand wurde die andere Außenschicht aufgelegt. Dies liefert ein Verbundbauteil, wie es in den 1 und 2 gezeigt ist, mit Ausnahme der Breite der Streifen. Dann wurde ein Ende des Verbundbauteils eingespannt und das freie Ende magnetisch in Schwingungen angeregt. Es ergab sich der temperaturabhängige Verlauf des Verlustfaktors der 11 für mehrere auf unterster Frequenz angeregter Schwingungsarten.
  • VERGLEICHENDE BEISPIELE 2 UND 3
  • Es gilt das gleiche Verfahren wie im Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß keine Streifen vorgesehen wurden, sondern daß im Beispiel 2 nur MORSTIK® und im Beispiel 3 nur SCOTCHDAMP® Werkstoff für die visko-elastische. Schicht vorgesehen war. Der Test erfolgte in der in Beispiel 1 angegebenen Weise. Die Ergebnisse für das Beispiel 2 sind in 9 dargestellt und für das Beispiel 3 in 10.
  • BEISPIEL 4
  • Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß jede Außenschicht eine Dicke von 0,25 mm hat und die visko-elastischen Streifen in Filmform aufgebracht wurden in einer Breite von 25 mm. So wurden die Blätter mit den beiden visko-elastischen Werkstoffen in Streifen von 25 auf 25 mm geschnitten und jeweils drei abwechselnd auf der Substratschicht plaziert, womit sich die Anordnung der 1 und 2 ergibt. Dann wurde die andere Außenschicht aufgelegt und das resultierende Verbundbauteil in der beschriebenen Weise getestet. 12 zeigt den Verlauf des temperaturabhängigen Verlustfaktors.
  • BEISPIEL 5
  • Das Beispiel 1 wird wiederholt, die visko-elastische Schicht besteht aber aus Streifen mit einem dritten Werkstoff und jeder Streifen ist 50 mm breit und besteht aus einem Film. Der dritte visko-elastische Werkstoff war ein Polymer basierend auf Silicium des Typs mit der Handelsbezeichnung „DENSIL 1078" der Firma Flexcon Company, Inc.. Filmstreifen der einzelnen visko-elastischen Werkstoffe wurden in Streifen von 25 auf 50 mm geschnitten, die Schutzfolie entfernt und die Streifen dann auf die untere Außenschicht aufgelegt und zwar quer bezüglich der geringeren Abmessung der Streifen und längs hinsichtlich der größeren Abmessung. Dann wurde die andere Außenschicht aufgelegt und das Bauteil getestet, wie im Beispiel 1 geschrieben. 13 zeigt das Ergebnis.
  • BEISPIEL 6
  • Beispiel 1 wurde wiederholt, aber Glimmerplättchen wurden jedem visko-elastischen Werkstoff vor dem Aufbringen hinzugefügt. Insbesondere hatten die Glimmerplättchen eine Siebgröße derart, daß die maximale Oberflächenabmessung etwa 0,044 betrug. Die Zumischung betrug 5 Gew.-% der resultierenden Mischung.
  • Die beiden Werkstoffe mit Glimmerplättchen wurden dann gemäß dem Beispiel 1 aufgetragen, wobei der Abstreif die Glimmerplättchen so flach strich, daß sie verhältnismäßig kleine Winkel zur Substratoberfläche einnahmen. Das resultierende Bauteil ist in 8 dargestellt, wurde in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise getestet und 14 zeigt den Kurvenverlauf.
  • VERGLEICHENDE BEISPIELE 7 UND 8
  • Die Beispiele 2 und 3 wurden wiederholt, aber 5 Gew.-% Glimmerplättchen des im Beispiel 6 beschriebenen Typs wurden dem visko-elastischen Werkstoff vor dem Aufbringen auf das Substrat zugemischt. Die Ergebnisse des Tests zeigen die 15 und 16 bei Anregung der Verbundbauteile in den vergleichenden Beispielen 7 und 8 mit verschiedenen Schwingungsarten kleinster Frequenz.
  • BEISPIEL 9
  • Auf die Stahlbleche des Beispiels 1 wurden zwei unterschiedliche visko-elastische Werkstoffe in Form eines Films streifenförmig, wie im Beispiel 4 beschrieben, aufgebracht mit der Ausnahme, daß der Streifen 12 mm breit war. Dabei handelte es sich um den im Beispiel 1 angegebenen visko-elastischen Werkstoff MORSTICK® und den anderen im Beispiel 5 erläuterten Werkstoff DENSIL 1078. Die Filme der beiden Stoffe wurden in Streifen von 12 mm auf 24 mm zerschnitten und dann abwechselnd quer auf das Substrat aufgelegt, wobei die längere Abmessung rechtwinklig zur Längsachse des Substrats lag, um die Anordnung der 1 und 2 zu erzielen. Dann wurde die andere Außenschicht aufgelegt und das Verbundbauteil getestet. 17 zeigt die charakteristischen Eigenschaften.
  • BEISPIEL 10
  • Beispiel 9 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß der Film in Streifen von 12 mm auf 152 mm zerschnitten wurde und jeder Streifen wurde mit seiner längeren Abmessung parallel zur Längsachse des Substrats aufgelegt, wie dies 4 zeigt. Das Verbundbauteil wurde getestet und 18 zeigt die Ergebnisse.
  • BEISPIEL 11
  • Beispiel 9 wurde wiederholt, aber die Filme wurden in 12 mm breite Streifen geschnitten, mit den Enden um 45° gewinkelt und abwechselnd diagonal auf das Substrat in einem Winkel von 45° zur Längsachse aufgelegt, wie dies 5 zeigt. Das Verbundbauteil wurde in der Weise des Beispiels 1 getestet und 19 zeigt den Kurvenverlauf.
  • Die genannten Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Prinzip. Erfindungsgemäß lassen sich aber auch andere visko-elastische Werkstoffe verwenden, die sich zur Schwingungsdämpfung eignen, sowie auch andere Formen und Typen der Außenschichten.
  • Erfindungsgemäß erhält man ein schwingungsdämpfendes Verbundbauteil, das den Temperaturbereich optimiert, indem eine wirksame Schwingungsdämpfung auftritt, ohne daß visko-elastische Schichten übereinandergelegt werden müssen.

Claims (9)

  1. Schwingungsdämpfendes Verbundbauteil (20), mit dem geräuscherzeugende Schwingungen in einem Medium gedämpft werden, das mehrere Schwingungsarten aufweist, von denen jede eine unterschiedliche Eigenfrequenz der Schwingung besitzt, das die folgenden Merkmale aufweist: a. ein Substrat (22), auf dem eine einzige visko-elastische Dämpfungsschicht (25A) aufgebracht ist, die aus einem Muster von drei seitlich benachbarten Streifen (26, 27, 28) unterschiedlicher visko-elastischer Werkstoffe (A, B, C) besteht, während b. jeder Streifen (26, 27, 28) eine Breite aufweist, die größer ist als ein Viertel der Wellenlänge der Schwingungen in dem Medium der Schwingungsart unterster Frequenz.
  2. Verbundbauteil (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder visko-elastische Werkstoff (A, B, C) einen unterschiedlichen Temperaturverlauf abhängig vom Verlustfaktor aufweist.
  3. Verbundbauteil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen (26, 27, 28), aneinander anstoßen und parallel zueinander verlaufen und die gleiche Breite aufweisen.
  4. Verbundbauteil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (21, 22) aus Metall besteht.
  5. Verbundbauteil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Muster wiederholt.
  6. Verbundbauteil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsschicht (25A) zwischen dem Substrat (22) und einer äußeren Grenzschicht (21) eingeschlossen ist.
  7. Verbundbauteil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (22) und die Grenzschicht (21) wesentlich dicker als die Dämpfungsschicht (25A) sind.
  8. Verbundbauteil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen (26, 27, 28) in Längsrichtung des Substrats (22) oder in Querrichtung des Substrats (22) oder diagonal auf dem Substrat (22) angeordnet sind.
  9. Verfahren zur Herstellung eines schwingungsdämpfenden Verbundbauteils (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8 mit den folgenden Schritten: a. Bereitstellen eines Substrats (22), b. Aufbringen eines visko-elastischen Dämpfungsschicht (25A) in flüssiger Form oder in Filmform, die aus einem Muster von drei seitlich benachbarten Streifen (26, 27, 28) unterschiedlicher visko-elastischer Werkstoffe (A, B, C) besteht, während jeder Streifen (26, 27, 28) eine Breite aufweist, die größer ist als ein Viertel der Wellenlänge der Schwingungen in dem Medium der Schwingungsart unterster Frequenz.
DE19645030A 1995-11-01 1996-10-31 Schwingungsdämpfendes Verbundbauteil und Herstellungsverfahren Expired - Fee Related DE19645030B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/551,406 1995-11-01
US08/551,406 US5842686A (en) 1995-11-01 1995-11-01 Patterned noise damping composite

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19645030A1 DE19645030A1 (de) 1997-05-15
DE19645030B4 true DE19645030B4 (de) 2007-06-21

Family

ID=24201140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19645030A Expired - Fee Related DE19645030B4 (de) 1995-11-01 1996-10-31 Schwingungsdämpfendes Verbundbauteil und Herstellungsverfahren

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5842686A (de)
JP (1) JPH09177878A (de)
DE (1) DE19645030B4 (de)
FR (1) FR2740520B1 (de)
GB (1) GB2306617B (de)
MY (1) MY113533A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11661535B2 (en) 2018-05-23 2023-05-30 Saint-Gobain Performance Plastics Biolink GmbH Adhesive composite and method of forming an adhesive composite

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6021770A (en) * 1997-07-28 2000-02-08 Arvid A. Ames Bow stabilizer with game finder
US6256858B1 (en) * 1999-04-08 2001-07-10 Qualitee Internation Limited Partnership Shim structure for sound dampening brake squeal noise
US6310769B1 (en) 2000-05-03 2001-10-30 Dell Products L.P. Mounting bracket assembly for system components in a computer
SE520926C2 (sv) * 2000-12-11 2003-09-16 Pergo Ab Förfarande för framställning av ett dekorativt laminat med ljuddämpande elastomerskikt
US20030021659A1 (en) * 2001-07-27 2003-01-30 Michler James R. Vibration reduction assembly for a web converting machine component
US20030094338A1 (en) * 2001-11-19 2003-05-22 Manuel Barbosa Drum brake backing plate
US7172800B2 (en) * 2003-11-03 2007-02-06 Material Sciences Corporation Sheet molding compound damper component, and methods for making and using the same
US7199970B2 (en) * 2003-11-03 2007-04-03 Material Sciences Corporation Damped disc drive assembly, and method for damping disc drive assembly
WO2005093278A1 (en) * 2004-03-26 2005-10-06 Allan Fenwick Method for applying a dampening material
CA2462355A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-26 Allan Fenwick Method for applying a shim
US20060006032A1 (en) * 2004-07-09 2006-01-12 Mike Loth Reinforced viscoelastic system
US7290759B1 (en) * 2004-10-15 2007-11-06 Joe Lavrencik Vibration isolation damper for electronic equipment
EP1878008B1 (de) * 2005-03-18 2013-09-18 Tumane Enterprises Limited Schalldämpfende strömungskanaleinrichtung
US7973106B2 (en) 2005-04-26 2011-07-05 Shiloh Industries, Inc. Acrylate-based sound damping material and method of preparing same
US20060266385A1 (en) * 2005-05-26 2006-11-30 Material Sciences Corporation Home appliance structure with integral noise attenuation
US20070026212A1 (en) * 2005-08-01 2007-02-01 Material Sciences Corporation Laminated structure with a filled viscoelastic layer and method
US7360520B2 (en) * 2006-03-27 2008-04-22 Material Sciences Corporation Damped windage tray and method of making same
GB2439551A (en) * 2006-06-30 2008-01-02 Rolls Royce Plc A constrained layer damping arrangement
US20080184501A1 (en) * 2007-02-02 2008-08-07 Bernd Vering Vibration dampening dock leveler lip
US20080184503A1 (en) * 2007-02-02 2008-08-07 Rite-Hite Holding Corporation Smooth transition dock leveler lip
US7919174B2 (en) * 2007-07-20 2011-04-05 GM Global Technology Operations LLC Tailored core laminated sheet metal
US20090020216A1 (en) * 2007-07-20 2009-01-22 Gm Global Technology Operations, Inc. Method Of Making Tailored Core Laminated Sheet Metal
DE102007034443A1 (de) 2007-07-20 2009-01-22 Hühoco Metalloberflächenveredelung Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Verbundkörpers
WO2010008715A2 (en) * 2008-06-24 2010-01-21 Gm Global Technology Operations, Inc. Damped product with an insert having a layer including graphite thereon and methods of making and using the same
GB0904099D0 (en) 2009-03-10 2009-04-22 Bpb Ltd Laminated acoustic soundproofing panel
MX2012004704A (es) 2009-10-21 2012-06-08 Shiloh Ind Inc Tina para piso de vehiculo que tiene un parche de amortiguacion de sonido.
JP5722999B2 (ja) 2010-06-16 2015-05-27 シロー インダストリーズ インコーポレイテッド 音減衰パッチ
US9028969B2 (en) 2010-07-27 2015-05-12 United Technologies Corporation Composite article having protective coating
US20120126469A1 (en) * 2010-11-22 2012-05-24 Howard Hassman Anti-vibration laundry pad sub-floor reinforcement pad
US8403390B2 (en) 2011-03-10 2013-03-26 Shiloh Industries, Inc. Vehicle panel assembly and method of attaching the same
DE102012103793A1 (de) * 2012-04-30 2013-10-31 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Anwendungsspezifisch schweißbares Verbundblech
EP3076245B1 (de) * 2015-04-02 2021-03-17 CSEM Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique SA Dämpfungsvorrichtung, insbesondere für mikromechanische uhrkomponente
MX2018005866A (es) * 2015-11-12 2018-08-15 Possehl Electronics Deutschland Gmbh Estructura conductora que tiene un componente que se aloja amortiguado contra vibraciones.
FR3045538B1 (fr) * 2015-12-18 2018-01-19 Valeo Systemes D'essuyage Moto-reducteur d'essuie-glace
WO2019067607A2 (en) * 2017-09-26 2019-04-04 Certainteed Gypsum, Inc. PLASTER PLATES HAVING INTERNAL LAYERS AND METHODS OF MAKING SAME
CN111433421B (zh) 2017-09-28 2022-02-15 瑟登帝石膏公司 灰泥板及其制备方法
CN108626290A (zh) * 2018-05-04 2018-10-09 南京大学 一种增强约束阻尼装置
US11242756B2 (en) * 2020-05-04 2022-02-08 General Electric Company Damping coating with a constraint layer

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2732483B2 (de) * 1977-07-19 1981-05-14 Teroson Gmbh, 6900 Heidelberg Verfahren zur Schalldämmung und -dämmpfung von schallabstrahlenden Flächen sowie dafür geeignete Verkleidung

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3078969A (en) * 1959-06-15 1963-02-26 Lord Mfg Co Damped beam
US3327812A (en) * 1965-10-14 1967-06-27 B J Lazan Damping means
US3357519A (en) * 1966-03-21 1967-12-12 Bendix Corp Aircraft brake damper mechanism
US3658635A (en) * 1968-04-02 1972-04-25 Albert L Eustice Adhesive interlayer suitable for constrained layer vibration damping
US3640836A (en) * 1970-10-19 1972-02-08 Hoechst Ag Vibration damped sandwich systems having interlayers of vinyl acetate-ethylene copolymers
FR2288247A2 (fr) * 1974-10-17 1976-05-14 Ferodo Sa Perfectionnements apportes aux organes de freins tels que machoires et patins
US5336708A (en) * 1977-03-17 1994-08-09 Applied Elastomerics, Inc. Gelatinous elastomer articles
US4373615A (en) * 1981-01-26 1983-02-15 General Motors Corporation Laminated disc brake pad assembly
JPS60102310U (ja) * 1983-12-16 1985-07-12 株式会社ブリヂストン 制振遮音板
US4911062A (en) * 1984-02-22 1990-03-27 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Impact tolerant material
JPS6164585A (ja) * 1984-09-03 1986-04-02 Toyota Motor Corp 車両用制振性構造体
NO870539L (no) * 1986-02-21 1987-08-24 Rohrmoser Alois Skifabrik Forsterkningselement for inkorporering i en harpiks og anvendelse av dette elementet.
US5143755A (en) * 1987-10-01 1992-09-01 Soundwich, Inc. Method of using a sound damping composition
JPH0673935B2 (ja) * 1988-04-01 1994-09-21 ニチアス株式会社 制振材および制振材を用いた防音構造体
FR2643431B1 (fr) * 1989-02-20 1994-04-01 Rossignol Sa Skis Dispositif amortisseur comprenant des materiaux visco-elastiques
JPH02300530A (ja) * 1989-05-15 1990-12-12 Mitsubishi Electric Corp 制動装置
US5232785A (en) * 1990-06-14 1993-08-03 Daicel-Huls Ltd. Vibration damping sheet
US5099962A (en) * 1990-09-17 1992-03-31 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Backing plate for disc brake with different damping layers for brake squeal
US5118562A (en) * 1990-09-24 1992-06-02 Minnesota Mining And Manufacturing Co. Vibration damper having extended temperature range and low temperature shock resistance
US5219633A (en) * 1991-03-20 1993-06-15 Tuff Spun Fabrics, Inc. Composite fabrics comprising continuous filaments locked in place by intermingled melt blown fibers and methods and apparatus for making
JPH0739160B2 (ja) * 1991-04-24 1995-05-01 ニチアス株式会社 制振材
US5271142A (en) * 1991-05-09 1993-12-21 Soundwich, Inc. Method for producing a sound-dampened automotive enclosure
JPH07119081B2 (ja) * 1991-10-30 1995-12-20 ニチアス株式会社 制振材
SE500230C2 (sv) * 1991-12-27 1994-05-09 Rubore Materials Sweden Ab Vibrations- och bullerdämpande mellanlägg för fordonsbromsar samt sätt att framställa en materialbana för tillverkning av sådana mellanlägg
AU668350B2 (en) * 1992-04-08 1996-05-02 Ecomax Acoustics Ltd Building element and method of manufacturing such element
JPH0639962A (ja) * 1992-07-23 1994-02-15 Kawasaki Steel Corp 複合型制振材料
CA2115890A1 (en) * 1993-04-08 1994-10-09 A. Dwayne Nelson Vibration damping method
US5407034A (en) * 1994-01-31 1995-04-18 Pre Finish Metals Incorporated Noise damped brake pad assembly
US5515950A (en) * 1994-06-08 1996-05-14 Pneumo Abex Corporation Disc brake friction pad assembly
US5538774A (en) * 1994-07-29 1996-07-23 Minnesota Mining And Manufacturing Company Internally damped rotatable storage article
US5552209A (en) * 1994-07-29 1996-09-03 Minnesota Mining And Manufacturing Company Internally damped circuit articles

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2732483B2 (de) * 1977-07-19 1981-05-14 Teroson Gmbh, 6900 Heidelberg Verfahren zur Schalldämmung und -dämmpfung von schallabstrahlenden Flächen sowie dafür geeignete Verkleidung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11661535B2 (en) 2018-05-23 2023-05-30 Saint-Gobain Performance Plastics Biolink GmbH Adhesive composite and method of forming an adhesive composite

Also Published As

Publication number Publication date
DE19645030A1 (de) 1997-05-15
FR2740520A1 (fr) 1997-04-30
GB2306617A (en) 1997-05-07
GB9622830D0 (en) 1997-01-08
FR2740520B1 (fr) 2001-08-10
GB2306617B (en) 1999-08-18
MY113533A (en) 2002-03-30
JPH09177878A (ja) 1997-07-11
US5842686A (en) 1998-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19645030B4 (de) Schwingungsdämpfendes Verbundbauteil und Herstellungsverfahren
DE2921050C2 (de)
DE3044865C2 (de)
DE2318027B2 (de) Elektroakustischer Wandler mit einem piezoelektrischen Biegeschwinger Motorola, Ine, Franklin Park, 111. (V.St A.)
EP0924960A2 (de) Aufhängung für Schallwiedergabeanordnungen nach dem Biegewellenprinzip
DE10026745A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines geräuschdämpfenden Materials
EP0244755A1 (de) Bauelement mit akustischen Eigenschaften
DE69819832T2 (de) Piezoelektrischer Aktuator
DE2725186A1 (de) Schallschluckende vorrichtung
DE2425889A1 (de) Verfahren zur schwingungsdaempfung
DE4304628A1 (de) Gehäuseauskleidung
EP0605784A1 (de) Akustikplatte
DE19821855A1 (de) Plattenlautsprecher
EP0946394A1 (de) Transporteinheit aus einer mehrzahl von auf auflagekörper gestapelten dämmstoffplatten
DE102017125599A1 (de) Durch trockenreibung gedämpftes metallisches material und verfahren zur herstellung und verwendung desselben
EP3836559B1 (de) Flächenlautsprecher
DE4430428B4 (de) Schichtkörper
DE3119499C2 (de) Körperschalldämpfer
DE102009046277A1 (de) Vorrichtung zur akustischen und thermischen Abschirmung
DE102008033125A1 (de) Transformator
DE19517619C1 (de) Schwingungsabsorber zur Dämpfung von Körperschallschwingungen
WO2015097155A1 (de) Verbundkörper und sitzschale
DE2729290A1 (de) Daempfungsbelag
DE4443261C2 (de) Verfahren zum Glätten von Schichten
DE102004015377B4 (de) Luftfiltervorrichtung, Luftzirkulationsanlage sowie Verfahren zur Herstellung einer Luftfiltervorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Representative=s name: HEYER, V., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 806

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20120501