DE2231334A1 - Verfahren zur schallabsorption und schallhemmendes material - Google Patents

Verfahren zur schallabsorption und schallhemmendes material

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DE2231334A1 DE2231334A DE2231334A DE2231334A1 DE 2231334 A1 DE2231334 A1 DE 2231334A1 DE 2231334 A DE2231334 A DE 2231334A DE 2231334 A DE2231334 A DE 2231334A DE 2231334 A1 DE2231334 A1 DE 2231334A1
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Description

Verfahren zur Schallabsorption und
öchallhemmendss Material
])er Verminderung von Maschinengeräuschen wird immer größere Aufmerksamkeit geschenkt, Geräusche entstehen nicht nur durch sich bewegende Maschinenteile, sondern auch durch Resonanzschwingungen in zugehörigen Bauelementen, vor allem in plattenförmigen oder profilierten Bauelementen aus Metall oder Metall ersetzenden Werkstoffen. Die vorgenannten Resonanzschwingungen ent- .
stehen beispielsweise in Maschinengehäusen und insbe— .
>■ ·--■■*■ ''j,
sondere in Pahrzeugkarosserien, IKW-Pührerhäuaern, Wellentunneln von Fahrzeugen und dergl. · ...= .
Es wurden schon viele Versuche unternommen, um die und Geräuschübertragung in solchen Bauteilen zu vermin-^ rV; dern.Vor allem wurde nach geeigneten Werkstoffen gesucht, die man auf die Oberflächen solcher Bauteile aufbringen ...:. kann, um Schwingungen zu dämpfen„ Pur solche Anwendungen^ ν · geeignete Stoffe müssen nicht nur im gesamten Arbeite-
bereich schwingungodämpfend sein, sondern auch beständig;'!
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ORIGINAL INSPECTED
sein gegen Temperatur-, Wetter- und Uraweltseinflüsse, wie V/aaser- und Ölbenetzung, sie müssen ferner feuer- und flammensicher sein, sich vor oder nach dem Aufbringen auf das Metall den Oberflächenkonturen der Bauteile' anpassen lassen, und dürfen auch nicht zu teuer sein. Man hat schon viel nach geeigneten Stoffen, insbesondere auf dem Gebiet der häufig vorgeschlagenen Thermoplasten geforscht. Die Schwierigkeit, ein Material zu finden, das alle gewünschten Eigenschaften in sich vereinigt, wird deutlich aus der langen Zeit, die Forscher bereits tätig sind, um mit komplexen Mischungen bereits bekannter Stoffe vollständig neue Kunststoffe zu entwickeln.
, Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Absorption und Verminderung der Schallübertragung an zu Schwingungen neigenden Bauteilen vorgeschlagen, nach dem mindestens ein Teil der Bauteiloberfläche eine oder mehrere Abdeckschichten aus einer Asbestfasern enthaltenden Bitumenmischung mit einer Gesamtdicke von mindestens 1,5 mm erhält, wobei in der Mischung das Gewichtsverhältnis von Asbestfasern zu Bitumen 40:60 bis 60:40 beträgt.
Gegenstand der Erfindung sind auch zu Schwingungen neigende Bauteile, die mindestens auf einen Teil ihrer Oberfläche eine oder mehrere Abdeckschichten aus einer
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Asbestfasern enthaltenden Bitumenmischung aufweisen, wobei in der Mischung das Gewichtsverhältnis von Asbestfasern zu Bitumen 40 : 60 bis 60 : 40 beträgt.
Die erfindungsgemäß verwendeten Asbest-Bitumen-Abdeclcschichten vereinigen in befriedigender Weise lange Zeit bestehenbleibende schwiEgungsdämpfende Eigenschaften mit einer hervorragenden Beständigkeit gegen fungisiden und Insektiziden Befall. Beispielsweise beträgt die Zerfallgeschwindigkeit einer *»sbestfaserverstärkten Bitumenschicht von 2,3 mm bei einem Gewicht von 1,97 kg/m und gleichgroßen Anteilen von Asbest und Bitumen im G-eigerzählertest 12 db/sec bei fest verbundener Platte, im un~ verbundenen Zustand sogar 26 db/sec· Untersuchungen haben auch gezeigt, daß das Material, wenn überhaupt, selbst nach vielen^ Jahren, nur sehr wenig durch atmosphärisch©'*-« Einflüsse aersetzt wird. Die kombinierte Abdeckseh^blit 1st auch wasserabstoßend, unter normalen Betriebsbedingungen krjLechfest und beispielsweise für Itoßgängervex-kehr abriebfest.
Im übrigen hat die Werkstoffkombination trotz ihres hohen Bitumengehalts von Eaxlraal 60 Gewichtsprozenten eina unerwartet gute Peuerbest&ndigkeit· Die Yerbren« nungsgeschwiEdigkeit gemäß Hotor-Vehicle-Safety-Standard Ιίτ» 302 des Department of Transportation, Federal Highway Adtainietration der Yereinigten Staters, von Amerika
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hat den lestwert "HIl". Eine entsprechende Klassifikation nach dem britischen Standard 476, Seil 3, 1953 ist «AAV
Gemäß einer bevorzugten Aueführungsfora, bei der die erforderliche Sicke dadurch entsteht, daß man mehrere dünne Schichten verwendet, vereinigt der Kombinationswerk- . atoff alle vorgenannten Eigenschaften mit der Fähigkeit, sich in aufgeweichter Form profilieren zu lassen, ohne daß es hierzu komplizierte Einrichtungen bedarf > wie man sie beispielsweise zur Bearbeitung von thermoplastischen Kunststoffen benötigt, und der Formbeständigkeit bei der nachfolgenden Wiederhärtung. Da die Kombinatibnswerkstoffe gewisse örtliche Überhitzungen vertragen, ohne sich zu verfärben oder zu reißen, kann man sie thermisch erweichen und anschließend problemlos z.B. unter der Gasflamme verformen. Da die Kombinationswerkstoffe auch im erweichten Zustand ausreichend fest für die Handhabung sind, benötigt man keine komplizierten Formeinrichtungen. Der Kombinationswerkstoff läßt sich auch zur Verformung ohne Erwärmung erweichen, indem man ihm bi~ tumenlöeenden lösungsmitteldampfen, beispielsweise Tri-Chloräthylen, aussetzt. Nach der Beseitigung des absorbierbaren, beispielsweise verdampfbaren Lösungsmittels, nimmt der Kombinationswerkstoff wieder seinen halbstarren, selbsttragenden Zustand an, und hat dann nahezu
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hundertprozentig die Gestalt, die man dem Material verliehen hat. Außerdem ist der Werkstoff unerwartet nachgiebig und auch bruch- und biegesicher, obwohl beide Komponenten des Werkstoffes für sich allein hochgradig brüchig sind.
Die vorerwähnten gemeinsamen Eigenschaften machen den Kombinationswerkstoff besonders geeignet für die Verwendung im Transportwesen, insbesondere in Kraftfahrzeugen· wo seine Beständigkeit gegen Feuer 12nd Umwelteinflüsse die Möglichkeit gibt, das Material im Motorraum oder auch an freiliegenden !Dellen anzubringen, zumal die leichte Verformbarkeit keine besonderen Investitionen in kapitalintensiven Fabriken erfordert« Die in Plattenform vorhandene Formbeständigkeit gibt auch die Möglichkeit, den Kombinationswerkstoff ohne Verklebung bei Bauteilen komplizierter Gestalt anzuwenden« Sine --*-<h Verklebung könnte sich bei der Fertigung als auch im Hinblick auf eine optimale Schalldämpfung und die. Biegefestigkeit als nachteilig erweisen« _ ,
Der Kömbinationswerkstof f läßt sich im Vergleich, mit Kunststoff en aus leicht erhältliehen und rela^i^Älll- ^
gen Grundstoffen herstellen«
Die Erfindung ist insbesondere brauchbar für die Schalldämpfung an Blechen, das heifit an Metallbauteilen, bei
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denen das Verhältnis Oberfläche zu Gewicht sehr groß ist· Die*Bauteile können stranggepreßt, gewalzt oder gegossen sein« Sie Erfindung ist auch für die Dämpfung von nicht-netallisohen plattenförmigen Baustoffen geeignet.·' Gedacht ist hier beispielsweise an Glasfaser-KunstharÄ-korabinationen beliebiger Gestalt, welche au Schwingungen neigen, vor allem zu Schwingungen» die direkt oder indirekt von den mit diesen Stoffen verbundenen Maschinen herrühren·
Obwohl man die besten Ergebnisse im allgemeinen erzielty wenn man den Kombinationswerkst off unmittelbar auf die Oberfläche des zu Schwingungen neigenden Bauelementes aufbringt, ist es durchaus möglich, eine oder mehrere Schiohten aus anderem Material zwischenzuschalten-, beispielsweise wenn es sich darum handelt, eine Isolation gegen Warme und Korrosion vorzunehmen oder eine weitere Schallunterdrückung beabsichtigt ist· v
Ss ist auch möglich oben auf die Asbest-Bitumennasse eine oder mehrere Schichten eines anderen Werkstoffes, beispielsweise zur Wörmeisolation oder zur weiteren Schallunterdrüekung, aufzubringen«
Bin Werkstoff, den man beispielsweise zur zusätzlichen Schallhemmung zwischen- oder auflegen kann, let sohall-
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ORIGINAL INSPECTED
absorbierender Filz, -wie man Ihn üblicherweise in der Motorenindustrie verwendet· Der Elle ist zweckmäßiger·*» weise 6 bis 12,5 mm diele, doch können unter gewiesen Umständen auch dickere Schichten beispielsweise bis zu 100 mm aufgebracht werden.
Die erwünschte Verminderung der Sehallübertragung kann man in vielen Fällen sehr einfach dadurch erreichen, daß man eine oder mehrere Schichten Asbestfasern enthaltendes Bitumen vorzugsweise in Plattenform auf die Oberfläche des Bauteile© aufbringt· Wenn die Bauteiioberflache profiliert ist, läßt sich «ine entsprechend profilierte Schicht, beispielsweise eine geformte Schicht aus Asbestfasern enthaltendes Bitumentunraittelbar auf die Erofilflächen aufbringen· !
In anderen Fällen kann es erwünscht sein, die Kombinationswerkstoffschicht auf einen Seil oder die gesamte Grenzschicht aufzukleben. Wenn zwischen der Bauteiloberfläche und der Schicht aus Asbestfasern enthaltendem Bitumen eine Schicht aus einem anderen Werkstoff, beispielsweise aus einem schallhemmenden Werkstoff wie Filz, zwischengeschaltet ist, kann man die Asbest-Bitumenschicht auf die Zwischenschicht aufkleben, um dann diese Zwischenschicht wahlweise mit der Bauteiloberfläche zu verkleben oder nicht,
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Wenn eine profitierte Mehrlagenschicht geformt werden soll, kann man die Asbestfaserη enthaltende Bitumenschicht auf eine- Metallschicht aufkleben und dann die Mehrlagenanordnung hxijstellen. Abweichend hiervon kann man auch ein entsprechendes Asbestfasern enthaltendes Bitumenprofil beispielsweise in einer Form vorformen, und es dann wahlweise mit einer oder mehreren dazwischen liegenden Werkstoffschichten auf die Oberfläche des profilierten Metallbleches aufkleben·
Die erfindungsgemäß zu verwendende Asbestfasern enthaltende Bitumenschicht ist vorzugsweise mindestens 2 mm, für die meisten Anwendungen 2 bis 6 mm dick. Falls erforderlich, können auch dickere Schichten mit noch größerem Nutzen angewendet werden· Wenn die Schicht mehrlagig ausgebildet ist, kann man nebeneinander liegende Schichten zweckmäßiger Weise durch Spleißen verbinden, indem man die Händer der zu verbindenden Schichten ein kurzes Stück in Einzellagen zerlegt und überlappend zusammenführt und dann zusammenpreßt. Auf diese Weise entsteht eine feste Verbindung.
Obwohl die schallhemmenden Eigenschaften der Asbestfasex-Bitumen-Kombination recht gut sind, ist die Einbringung weiterer Werkstoffe, z.B. feinvarmahlene mineralische Füllstoffe, nicht ausgeschlossen, sofern daß
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Gewichtsverhältnie von Asbestfasern au Bitumen im Be·' · -
reich 40 zu 60 bis 60 au 40 erhalten bleibt»
Mit Asbestfasern gefüllten Bitumenplatten, die man beispielsweise für die vorliegende Erfindung verwenden kann, sind auf dem Markt unter dem Warenzeichen "industriealit" erhältlich.
Pie vorliegende Erfindung eröffnet einen weiten Anwendungsbereich. Das Hauptanwendungsgebiet ist jedoch der -rollende und motorgetriebene Verkehr, bei dem man die Erfindung beispielsweise bei Karosserien und fahrzeugteilen von Motor- und Eisenbahnfahrzeugen -anwenden kann. Bei Motorfahrzeugen ist die Erfindung anwendbar für gepreßte Karosserien und Karosserieteile, einschließlich der Fahrzeugtüren, Hauben, Kotflügel und dergleichen.
Hohle, zu Resonanzschwingungen neigende Bauteile an treibenden oder getriebenen Elementen von stationären oder mobilen Maschinen kann man Insgesamt oder teilweise gemäß der vorliegenden Erfindung behandeln· Beispiele hierfür sind Gene rat or gehaust* ^,. Pumpen und Antriebsmaschine η aller Art, Wellen-Tunnel in Straßen» und Schienenfahrzeugen und in eohraubengetriebenen Schiffen, ölwannen, Schalt- und Steuergetriebedeckel, Aus« puff leitungen und Schalldämpfer von Brennkraftmaschinen*
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Beispielsweise hat sich bei Wellentunneln von Motorfahrzeugen das unmittelbare Aufkleben einer Asbestfasern enthaltenden Bitumenschicht auf das Metall als sehr wirkungsvoll erwiesen.
Weitere Anwendungen der Erfindung sind stationäre maschinenbauliehe Anordnungen, beispielsweise Plattformen oder Plattformteile zur Aufstellung stationärer treibender oder getriebener Haschinen, wie z.B. Motoren, Generatoren oder Pumpen.
Ein weiteres Anwendungsgebiet sind Haushaltsmaschinen, beispielsweise Gehäuse von Waschmaschinen, Spülmaschinen, Kühlschränken und deren Seile. An der Unterseite von metallischen Spülbecken kann das erfindungsgemäSe Material ebenfalls angebracht werden. Sin weiteres Anwendungsgebiet ist die Herstellung von Röhren und Hohlleitungen für Zentralheizungs-, Klima» und Windtunnelanlagen und dergl.
Zum Anwendungsgebiet gehören auch Rümpfe, Wände, Böden und Decks von Schiffen und flugzeugen und deren Seile.
Wenn es sioh um die Anwendung in Kohlenwasserstoffdäop- " fen ausgesetzten Räumen, beispielsweise la Motorraum einer Brennkraftmaschine, handelt, kann man die exponierten Oberflächen der Asbestfaser-Bltumenschloht mit einem ölbeständlgen Überzug versehen.
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Nachfolgend wird die Erfindung mit einigen Beispielen erläutert.
Beispiel 1
Die 8 bis 12 mm dicke Glasfaser-Kunststoff-Hotorhaubenauskleidung eines hochwertigen englischen Sportwagens wurde ersetzt durch eine 2 mm dicke Asbestfaser-Bitumen-Schicht mit etwa gleichen Gewichteanteilen an Asbest und Bitumen, die man mit der Unterseite der Motorhaube voll verklebte. Die Schwingungsdämpfung der Haube wurde erheblich verbessert und es kam zu keiner Beeinträchtigung des Bleches durch irgendwelche Motorabscheidungen und Regen- und Salzwasserspritzer., wie sie im Winter auf den Straßen vorkommen. . (
Beispiel 2
Eine 4 mm dicke Asbestfaser-Bitumen-Schicht mit etwa gleichen Gewiehtsteilen an Asbest und Bitumen wurde erweicht und entsprechend der Außenform eines Steuergetriebedeckels eines üblichen 6 Zylinder-Dieselmotors verformt und mit dem Steuergetriebegehäuse verklebt. Eine weitere Schicht gleicher Stärke wurde auf eine Glasfaser schicht aufgelegt, dann in ähnlicher Weise durch Wärmeerweichung entsprechend der ölwannengestalt
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verformt und anschließend mit der Wanne verklebt. Eine weitere Schicht von 2 mm Dicke wurde in ähnlicher Weise der gewünschten G-estalt entsprechend verformt und mit der Stirnwand des Schaltgetriebedeckels verklebt. Es ergab sich eine ausgezeichnete Verminderung des Kaschinengeräusches. Ähnliche Ergebnisse wurden auch bei anderen marktgängigen Dieselmaschinen gleicher oder anderer Hersteller mit gleichem oder unterschiedlichem Hubvolumen und 4 bzw. 6 Zylindern erreicht. Es zeigte sich auch, daß die SOrmstttcke gut die Motorraumbedingungen, d.h. die Motorabscheidungen, das Besprühen mit Wasser und Salz und die hohen Arbeitßtemperaturen vertragen.
Aus 2 mm dicken Platten gemäß Beispiel 1 wurde in gleicher 3?orm für ein handelsübliches !Fahrzeug ein U-förmiger Wellentunnel, jedoch mit 12 mm größeren Abmessungen, hergestellte Eine Mehrschichtenanordnung ergab sich dadurch, daß man zwischen Schicht und Iiannel eine 12 mm dicke Schicht aus schallhemmendem Filz anordnete. Im Vergleich mit der üblichen Ausbildung, bei der Pilz auf den Tunnel aufgeklebt und der Pilz mit einem Grummibelag abgedeckt wird, wurde eine ganz erhebliche Geräuschverminderung erzielt.
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'ÄTmliche Ergebnisse ergaben sich bei dea Antriebswellentunnel eines Sraktors·
Beispiel 4
Der Boden, die hintere und vordere Fahrzeugwand, die Getriebeabdeckung und die Motorhaube eines handelsüblichen Frontantrieb-Lastwagens -wurden jeweils belegt mit einer 12 mm dieken Pilzschieht, die mit einer 4 nun starken Schicht gern* Beispiel 1 -verklebt war· Die Mehrlagenschicht wurde zuvor entsprechend den gewünschten Konturen verforrat, so daß letztlich ein Dreilagengebilde aus Metall, 3?ilz und verformten! Blech entstand· Das !fahrerhaus eines IProntantrieb-Baggers wurde in ähnlicher Weise behandelt. Überprüfungen zeigten innerhalb des Pahrerhauses des fahrzeuges eine Schallverminderung von mindestens 6 db und in einigen Fällen sogar mehr als 10 db.
Die Zeichnung zeigt als Beispiel einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Schallisolierung· Über einem Getriebedeckel 1 befindet sich eine dreilagige Abdeckung, und .zwar eine 4 mm dicke Asbestfasern enthaltende Bi-* tumenschicht 2 mit 50 Gewichtsanteilen Asbest und 50 ßeti?ichtsanteilen Bitumen, eine 6 mm dicke !"ilzschicht
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und eine 4 mm dicke Asbestfasern enthaltende Bitumenschicht 4 mit 50 Gewichtsanteilen Asbest lind 50 Gewichtsanteilen Bitumen· Sie Schichten 2, 3 "und 3» 4 sind miteinander verklebt.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Vörfähren zur Schallabsorption an zu Schwingungen neigenden Bauteilsi dadurch gekennzeichnet, daß die ' Bauteiloberfläche mindestens teilweise mit einer oder mehreren Schichten aus Asbest fasern enthaltendem Bitumen versehen wird bei einer Schichtdicke von mindestens 1,5 mm und einem Gewichtsverhältnis zwischen Asbestfasern und Bitumen von 40:60 bis 60:40.
    2s Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Asbest-Bitumen-Schicht mindestens teilweise unmittelbar auf die Bauteiloberfläche aufgeklebt wird·
    3* Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Asbest-Bitumen-Schicht und der abzudeckenden Bauteiloberfläche mindestens eine
    Schicht eines anderen Werkstoffe© angeordnet wird·*. ^
    4» "Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß auf die Asbest-Bitumen-Schicht mindestens eine Schicht eines anderen Werkstoffes aufgebracht wird«::s
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    5» Verfahren nach. Anspruch. 3 oder 4 dadurch, gekennzeichnet, daß der andere Werkstoff ein schallhemmendes Material ist.
    β Verfahren Bach Anspruch. 5 dadurch, gekennzeichnet, daß das sehaUhemmende Material EiIz ist.
    7« Verfahren nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß der Pilz 6 bis 100 tnm· vorzugsweise 6 bis 12,5 mm dick ist. :
    8. Verfahren nach Anspruch. 1 Me 7 dadurch, gekennzeichnet, daß die Asbest-Bitumen-Schichten miteinander ■and/oder den Zwischenschichten verklebt werden»
    9. 3feoh einem Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 8 hergestellte au Schwingungen neigende Bauteile aus Blech oder Blechereatsistoffea., beispielsweise glasfaserarmierten Kunststoffen, a,B, von Räderfahrzeugen* Kraftfahrzeugen» Luft- und Wasserfahrzeugen* Arbeitsund Kraftmaschinen, Haiishaltsmaechinen, Spülmaschinen, Kühlschränke, Waschmaschinen, Röhren, Luftleitungen dadurch gekennzeichnet, daß die Baiiteiloberflache raindoBtens teilweise mit einer oder mehreren Asbest-Bitume^schichten. versehen ist bei einer Schichtdicke von mindestens 1.5 vm und einem Gewichtsverhältnis
    jtüanem und Bilaimen von 40:60 biß
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