DE2736588C2 - Schalldämpfende Masse, Verfahren zur Herstellung schalldämpfender Formkörper und Verwendung derselben - Google Patents

Schalldämpfende Masse, Verfahren zur Herstellung schalldämpfender Formkörper und Verwendung derselben

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DE2736588C2 DE19772736588 DE2736588A DE2736588C2 DE 2736588 C2 DE2736588 C2 DE 2736588C2 DE 19772736588 DE19772736588 DE 19772736588 DE 2736588 A DE2736588 A DE 2736588A DE 2736588 C2 DE2736588 C2 DE 2736588C2
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Description

50-80 Gew.-% SiO2,
20 - 40 Gew.-% B2O).
0-15Gew.-0/oAI20).
0-20Gew.-% PbO.
0- 5Gew.%MgOund
0- 3 Gew.- % Li2O
sehr gut geeignet. Eine Masse mit sehr geringem Schwindmaß bei der Herstellung und hoher mechanischer Festigkeit des fortigen Körpers enthält vorteilhaft eine Frittsmit
5f Gew. % SiO2,
29 Gew. %B2O).
9Gew. % Al2O),
3Ge\v.%MgOund
I Gew. % Li2O.
Körper, die mit die-=r speziellen Fritte hergestellt sind, besitzen außerdem eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit.
Die Herstellung von Formkörpern zun den erfindungsgemäßen Massen kann durch Mischung der Ausgangskomponenten und mehrmaliges Sintern und Mahlen und schließlich Formung zu einem Gebrauchsgegenstand und Verfestigung durch einen Bfennprozeß, insbesondere Brennen bis zur Sinterung, geschehen.
Vorteilhaft werden jedoch die Schwermetall(c) und/oder ^verbindungen mit der vorgefertigten Frilte und mit ggf. bis zu 5% Plastifiziefungsmitteln versetzt und bei Anwesenheit von geeigneten Aufschlämmitfeln, insbesondere einer ausreichenden Menge destilliertem Wasser, zu einer möglichst homogenen Masse vermischt, getrocknet, gemahlen, ggf. mit einem organischen Preßhilfsmittel, z. B. Paraffin, versetzt, dann zu Formkörpern gepreßt und diese bei einer Temperatur von 300 bis 700°C für ca. '/2—2 Stunden gebrannt bzw. gesintert. Die Brenntemperatur liegt zweckmäßig oberhalb der Schmelztemperatur der Fritte. Der Brennprozeß erfolgt bei den in der Keramikindustrie allgemein angewandten Bedingungen, insbesondere also bei neutraler oder oxidierender Atmosphäre und einer geeignet bemessenen Aufheiz- und Abkühlzeit.
Bei einem anderen zweckmäßigen Verfahren zur Herstellung der Masse bzw. von Formkörpern daraus werden zunächst das oder die Schwermetall(e) und/oder deren Verbindung(en) mit Bindemittel versetzt und in einem ersten Misch-, Trocken-, Form-, Brenn- und Mahlprozeß eine Pulvermasse hergestellt, die aus Teilchen oder Kristalliten aus Schwermetall- und/oder -verbindungen bestehen, die an der Oberfläche wenigstens zum Teil mit dem Bindemittel benetzt sind, oder wenigstens teilweise oberflächig mit diesem reagiert haben, wobei der Rest des Bindemittels die Außenhaut bildet, die nach endgültiger Formgebung beim Fertigbrand die verkittende Phase bildet und/oder die oberflächigen Reaktionsprodukte wirken beim nachfolgenden Brand als Bindemittel. Dieses Verfahren eignet sich besonders bei Verwendung von Bleioxiden, insbesondere von Pb3Ü4 als Schwermetallverbindungen), da hierdurch die thermische Zersetzung derselben verhindert oder stark reduziert wird.
Zumindest beim endgültigen Formvorgang durch Pressen kann der Masse ein Preßhilfsmittel, insbesondere Paraffin, Alginat etc. zugesetzt werden.
Vorteilhaft kann der Versatz auch aus vorgefertigten Komponenten, die also in der vorbeschriebenen Weise ganz oder teilweise mit Bindemittel oder Reaktionsprodukten mit dem Bindemittel benetzt oder umhüllt sind und aus nicht so behandelten Komponenten bestehen. Dadurch ist es möglich, den Bindemittelanteil auf ein Mindestmaß zu beschränken. Beispielsweise werden also 80-90 Gew.-% Pb3O4 mit 20-10 Gew.-°/o Fritte gemischt, ggf. naß gemahlen, getrocknet, gebrannt und gemahlen und diesem Pulver wird bis zu 90 öew.-°/o Pb3Ü4 zugesetzt und dies zu endgültigen Forrriköfpern verarbeitet.
Durch letzteres Verfahren ist es je nach Versatz und Brandführung möglich, relativ hochporöse, jedoch feinporige Formkörper zu erhalten, die sehr gute schalldämpfende Eigenschaften besitzen.
Die Fig; I zeigt einen erfindüngsgerriäßen schall· dämpfenden Formkörper i, der z. B. als Gehäuse oder Deckel für ein Relais dienen kann.
In Fi g. 2 ist ein Ausschnitt eines Kristallgefüges der erfindungsgemäßen Masse gezeigt, bei dem die einzelnen Kristallite 2 der Schwermetall und/oder -verbindung(en) durch die Fritte 3 miteinander verkittet sind. Der Anteil der Fritte 3 ist dabei so groß, daß sie alle Zwischenräume ausfüllt und die Kristallite vollkommen umhüllt.
Einen ähnlichen Aufbau ?eigt der Ausschnitt des in F i g. 3 dargestellten Systems. Hierbei sind die Kristallite
2 ganz oder teilweise von Fritte 3 umschlossen und zwischen Kristallit 2 und Fritte 3 ist eine Schicht 4 aus einem Reaktionspfodukl zwischen Kristallit 2 und Fritte
3 aufgebaut. Der Anteil der Fritte 3 und/oder der Brennprozeß ist hier so gewählt bzw. geführt, daß Hohlräume 5 bestehen bleiben, so daß ein poröser Körper gebildet werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel und Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Gefügesys'tem gemäß F i g. 4 ist nur der eine Kristallit 2 einem ersten erfindungsgemäßen Prozeß unterworfen und dieser ganz oder vorzugsweise nur zum Teil mit einer f ritte 3 überzogen. Dabei kann sich eine Reaktionsproduktschicht 4 bilden und ggf. nur noch diese vorhanden sein und als Bindemittel wirken. Der andere Kristallit 6 ist nicht mit Frilte behandelt und haftet am Kristallit 2 nur durch die auf letzterem vorhandene glasige Phase, also der Fritte 3 und/oder dem Reaktionsprodukt 4.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß eine mit einem anorganischen Binder versetzte Masse gebrannt und kalziniert, also zu einem Pulver verarbeitet wird, dem dann ein organisches Bindemittel zugesetzt wird, das z. B. bei Raumtemperatur oder bei erhöhter Temperatur aushärtet. Das Bindemittel kann so gewählt werden, daß die Mischung gießbar, verpreßbar oder im Spritzgießverfahren verarbeitbar ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Schalldämpfende Masse, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen zumindest ein Schwermetall und/oder eine Schwermetallyerbindung und ein anorganisches und/oder organisches Bindemittel und/oder Verbindungen bzw. Reaktionsprodukte derselben enthält oder aus diesen besteht
    2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Schwermetall(e) und/oder Schwermetallverbindung(en) zumindest teilweise mit dem Bindemittel benetzt oder umhüllt sind.
    3. Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus einer Glasfritte besteht
    4. Masse nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse aus
    70-95 Gew.-% Schwermetall(en) und/oder Schwermetallverbindung(en), insbesondere Pb3O4 und/oder PbSO4 und/oder BaSO4, und
    30— 5Gew.-°/o insbesondere weniger als 12 Gew.-°/o Glasfritte besteht
    5. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfritte aus
    50-80 Gew.-°/o SiO2
    20-40 Gew.-% B2O1
    0-20Gew.-°/o PbO
    0-15 &.*.-% Al2O,
    0- 5Gew.-% MfO und
    0- 3Gew.-% Li2O
    besteht.
    6. Masse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfritte aus
    58Gew.-% SiO2
    29Gew.-o/o B2Oj
    9Gew.-% AI2O)
    3 Gew.-% MgO und
    1 Gew.-o/o Li2O
    besteht.
    7. Verfahren zur Herstellung schalldämpfender Formkörper aus einer Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Schwermetall und/oder eine Schwermelallverbindung mit einem anorganischen Bindemittel und einem Plastifizierungs- und/oder Preßhilfsmittel gemischt, die Mischung zu einem Formkörper geformt und dieser anschließend durch einen Brennprozeß verfestigt wird.
    8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel ein solches dient, das beim Brennen eine Glasphase bildet und die Brenntemperatur nahe, insbesondere oberhalb der Schmelztemperatur des Bindemittels gewählt wird.
    9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Schwermetall und/öder eine Schwermetallverbindung mit einem anorganischen Bindemittel und mit oder ohne Pläslifizienings^ Und/öder Preßhilfsmittel gemischt, die Mischung zu einem Formkörper verformt und anschließend gebrannt wird, daß anschließend der Formkörper gemahlen, darauf mit einem Plastifizierungs* und/oder Preßhilfsmittel gemischt Und
    25
    30
    35
    40 anschließend in die endgültige Form geformt und durch den anschließenden Brennprozeß verfestigt wird.
    10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von wenigstens zwei verschiedenen Mischungskomponenten aus Schwermetall(en) und/oder Schwermetallverbindungen), zunächst wenigstens eine Mischungskomponente mit einem anorganischen Bindemittel gemischt und ggf. mit einem Plasiifizierungs- und/oder Preßhilfsmittel versetzt wird, daß diese Mischung(en) dann für sich durch einen Brennprozeß verfestigt, anschließend gemahlen und diese vorgefertigte^) Mischungskomponente(n) dann mit der oder den anderen Komponente(n), ggf. unter Zusatz eines weiteren Bindemittelanteils, entweder mit einem Plastifizierungs- und/oder Preßhilfsmittel gemischt, zu einem Formkörper geformt und anschließend durch den Brenrprozeß verfestigt wird, oder mit oder ohne Plastifizierungs- und/oder Preßhilfsmittelzusatz zu einem Formkörper verformt und durch den Brennnrozeß verfestigt wird, daß diese(r) Formkörper anschließend gemahlen, mit Plastifizierungs- und/oder Preßhilfsmittel versetzt, darauf zu einem endgültigen Formkörper geformt und dieser anschließend durch einen zweiten Brennprozeß verfestigt wird.
    11. Verfahren mch einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwermetallverbindungen die Oxide und/oder Sulfate der Schwermetalle verwendet werden.
    12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis II, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwermetall(e) Blei und/oder Barium verwendet wird bzw. werden.
    13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Preßhilfsmittel ein organisches und/oder anorganisches Plastifizierungsmittel verwendet wird.
    14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß "in anorganisches Plastifizierungsmittel verwendet wird.
    15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Plastifizierungsmittel Ton verwendet wird.
    16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Plaslifizierungs- und/oder Preßhilfsmittel Paraffin verwendet wird.
    17. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwermetallverbindung Mennige und als Bindemittel eine niedrigschmelzende Glasfritte verwendet wird.
    18. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel eine Borsilikatfritte verwendet wird.
    19. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel eine Aluminium-Bor-Silikat-Fritte verwendet wird.
    20. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bindemittelanteil von 5 bis 20 Gew.-% verwendet wird.
    21. Verwendung eines Formkörpers aus einer Masse nach Anspruch 1 bis 6, insbesondere hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 20 zur Dämpfung akustischer, durch elektrische Bauteile erzeugte Schwingungen,
    22i Verwendung eines Formkörpers nach An^ spruch 21 als Gehäuse oder Gehäuseteil für ein akustische Schwingungen erzeugendes elektrisches
    Bauteil.
    23. Verwendung eines Gehäuses oder Gehäuseteils nach Anspruch 22 als Gehäusewanne und/oder Gehäusedecke] für elektrische Relais.
    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine schalldämpfende Masse, ein Verfahren zur Herstellung sowie die Verwendung derselben.
    Als schalldämpfende Massen zur Dämpfung von akustischen Schwingungen im Hörbereich sind Gewrebe aus Textilien oder Glasfasern, Glas- und Steinwolle, Kork, Schaumstoffe und Gummi bekannt aus der Zeitschrift »Acustica« (Akustische Beihefte), 1956, Seiten 160—163. Aus dieser geht hervor, daß die verbleibende wirksame Kraft von der Masse, der Reibung und der Steifigkeit des verwendeten Materials abhängt Die dort untersuchten Materialien sind alle sehr leicht, relativ weich und elastisch.
    Weiterhin ist aus »Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure« Band 77, Nr. 4,28. Jan. 1933, Seiten )1 -9a, die Schallabsorption von textlien Stoffen bekannt Auf Seite 92, linke Spalte letzter Absatz ist ausgeführt, daß das Gewicht des Stoffes die Absorption von Schallwellen frequenzabhängig beeinflußt und ein schwerer Stoff deshalb vorzuziehen ist, weil bei diesem der Abfall der Absorption zu tiefen Frequenzen (bis 400 Hz) hin nicht so groß ist, wie bei leichten Stoffen.
    Die vorliegende Erfindung befaßt sich vor allem mit der Aufgabe, die Schallabstrahlung, insbesondere von elektrischen Bauteilen, Schaltmagneten, Brummen von Transformatoren, insbesondere aber von Relais, zu vermindern. Erfindungsgemäß wird hierfür eine Masse vorgeschlagen, die im wesentlichen zumindest ein Schwermetall und/oder eine Schwermetallverbindung und ein anorganisches und/oder organisches Bindemittel und/oder Verbindungen bzw. Reaktionsprodukte derselben enthält. Ein aus dieser Masse bestehender Formkörper I .-sitzt ein sehr gutes Absorptionsvermögen der von einer Schallquelle abgestrahlten, im Hörbereich liegenden Frequenzen. Versuche an Relais zur Verminderung des Schaltgeräusches, vor allem beim Ansprechen derselben, haben mit den erfindungsgemäßen Massen die besten Ergebnisse gebracht. Als organisches Bindemittel dienen beispielsweise Kunststoffe und insbesondere organische Siliziumverbindungen.
    In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, als Schwermetall Blei und/oder Barium zu verwenden, und zwar vorzugsweise als Verbindung mit sehr hohem Molekulargetvicht, also insbesondere als Bleimennige Pb1O4 und/oder Bleisulfat PbSO4 bzw. Bariumsulfat BaSO4.
    Diese Schwermetall bzw. deren Verbindungen sind vorteilhaft mit einem eine Glasphase bildenden anorganischen Bindemitlei versetzt und gebrannt.
    Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend anhand von Ausfuhrungsbeispielen beschrieben. Der in der Zeichnung veranschaulichte Gegenstand zeigt in der
    Fig, 1 eine mögliche Ausführungsform als Gehäuse teil, z- B. als Gehäusewanne oder Gehäusedeckel und die F i g, 2 bis 4 mögliche Kristallgefüge.
    Wie bereits erwähnt, enthält die gebrannte Mause eine Glasphase. Gemäß der Erfindung dient hierzu eine Glasfritte, die z. B, bei Vü'wendung von Schwermetallen oder Schwermetallverbindungen einen niedrigen Schmelzpunkt aufweist Zweckmäßig dient hierfür ein Borsilikatglas. Dieses ist zweckmäßig mit Aluminiumoxid modifiziert, damit die Masse beim Brennen ein möglichst geringes Schwindmaß aufweist und der fertige Körper eine hohe Festigkeit und ggf. hohe Thermo-Schockbeständigkeit besitzt Eine erfindungsgemäße Masse besteht vorteilhaft aus 70 bis 95 Gew.-°/o Schwermetall(en) und/oder Schwermetalloxid(en) und
    ίο 30 bis 5 Gew.-°/n Bindemittel, vorzugsweise in Form einer Glasfritte, bezogen auf die Ausgangsprodukte.
    Es ist selbstverständlich, daß die im Bindemittel enthaltenen Verbindungen zum Teil oder ganz mit den Schwermetallen oder -verbindungen reagieren können und im gebrannten Körper nicht mehr oder nicht mehr vollständig als Bindemittel vorhanden sind.Eine solche Masse ist jedoch als zur Erfindung gehörig anzusehen. Demnach könen bei der Herstellung eines Körpers aus der erfindungsgemäßen Masse feste Lösungen von
    Mehrstoffsystemen entstehen und auch verschiedene Mischphasen auftreten oder es kann bereits von solchen Verbindungen ausgegangen werden.
    Vorzugsweise ist jedoch der Anteil vier glasigen Bestandteile so niedrig wie möglich bemessen, um eine Masse mit möglichst großem spezifischen Gewicht zu erhalten. Das Bindemittel dient dabei nur als Verkittungssystem zwischen den schweren Metallen und/oder Verbindungen. Das Bindemittel benetzt oder umhüllt dabei die einzelnen Pulverkörper oder Kristallite des oder der Schwermetall(e)s und/oder der Schwermetallverbindungen) ganz oder teilweise oder es geht oberflächige Verbindungen mit diesem ein, die dann wiederum zum Teil oder ganz als Bindemittel wirken. Der Anteil des bzw. der Schwermetall(e)s und/oder der -verbindung(en) soll daher insbesondere wenigstens 90 Gew.-% und der Bindemittelanteil insbesondere etwa 10 Gew.-% oder weniger betragen. Der Masse kann im Versatz bei der Herstellung noch bis zu etwa 5% anorganische Plastifizierungsmittel, z. B. Ton, zugesetzt sein.
    Als Bindemittel sind vor allem Fritten auf Borsilikatbasis mit einer Zusammensetzung von
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