DE3029025C2 - Verfahren zur Herstellung von Schalldämmplatten - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Bei der Herstellung von Schalldammplaiten, die cxiremen
Utngebungsbcdingungen ausgesetzt sind und zur Schalldämmung in einem weilen Frequenzbereich
dienen sollen, werden üblicherweise zellenariige Strukturen
eingeset/t, die nach dem Helmholiz-Kesonanzprin/ip wirken. I lieivu u ird ein Vollblech auf eine Seile
eines Wabenkernes geklebt und ein Lochblech auf des sen andere Seite.
Schalldnmmplaiicn (.lieser Bauart sind /war bei einigen
sLie/ifischen Sehallfreiiuen/en wirksam. Ihre Schalldämmung
ist aber unzureichend für den breiten Frequenzbereich, wie er in der Regel an und nahe bei modernen
Düsentriebwerken auftritt. Es wurde auch festgestellt, daß die Löcher des Lochbieches bei dessen dircklcni
Angrenzen an den Hochgeschwindigkeitsgasstrahl in diesem Turbulenz erzeugen. Bei anderen bekannten
Schalldämmplatten befindet sich eine Lage porösen Faserwerksioffcs zwischen dem Lochblech und
dem Wabenkern. Diese Lösung ist von der Strukturfe-Ki
stigkcit her nachteilig, wenn die Schalldämmplatten unler
erschwerten Umgebungsbedingungen eingesetzt werden sollen, bei denen sowohl eine hohe Schalldämmung
als auch die Festigkeit von Integralbauteilen verlangt werden, etwa bei einem unter Flugbedingungen
besonders strömungsbelastcten Außenhautbereich eines Flugzeuges.
Alle bisherigen Verfahren zur Herstellung von Schalldämmplatten mit Lochblech sind mit dem Problem behaftet,
daß der Klebstoff zur Verbindung des Lochblechc.v und des Wabenkernes sleis dazu neigt, beim Klebevorgang
in die Löcher des Lochbleches einzusickern oder eingesaugt zu werden und zumindest einen Anteil
dieser Löcher auszufüllen und zu blockieren. Das Blokkicrcn
der Löcher vermindert den offenen Flächenanteil 21J des Lochbleches, was den Durchströmwiderstand zwischen
der Quelle des zu dämmenden Scha'lcs und den
Zellen des Wabenkerns erhöht. Wird zur Abhilfe die Anzahl oder Größe der Löcher erhöht, so wird die Festigkeil
der Sandwichplatte entsprechend vermindert, )o und außerdem wird hierdurch die unerwünschte Turbulenz
über den Löchern vergrößert. Bei Schalldämmplattcn, die zusätzlich eine dünne Lage porösen Faserwerkstoffes
am Lochblech aufweisen, kann der Klebstoff beim Verbinden von Lochblech und Wabenkern dar-
Vi über hinaus auch in die Poren des porösen Faserwerkstoffes
eindringen und so den Durchströmwiderstand weiter vergrößern und die Schalldämmwirkung der
Platte weiter vermindern.
Der Hrfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem ■ίο eingangs genannten Verfahren sicherzustellen, daß sowohl
die Löcher des Lochbleches als auch die Poren des porösen !ascrwcrkstoffes vollkommen frei von Klebstoff
bleiben, so daß die Öffnungen zwischen der Außenfläche tier Schalldämniplatte und dem Wabenkern einen
Vi vorgegebenen Durchsirömwiderstand erhalten.
Zur Lösung der Aufgabe wird das eingangs genannte Verfahren nach der Hrfindung gemäß dem kennzeichnenden
Teil des Anspruches 1 geführt.
Dadurch wird sichergestellt, daß der zur Verbindung so des Lochbleches mit dem Wabenkern benutzte Klebstoff
daran gehinderi wird durch die Löcher des Lochbleches
in die Poren des bereits zuvor auf das Lochblech geklebten Faserwerkstoffes zu sickern. Ferner ergibt
sich die Möglichkeit einer Kontrolle auf noch anhaften- Yi de Spuren des Antibenclzungsmittels, so daß bei dem
Verfahren eine sehr haltbare und den gestellten Anforderungen voll genügende Schalldämniplatte hergestellt
werden kann.
Zweckmäßig wird vor dem Aufbringen des Antibenetziingsmiitels
die Innenseite des Lochbleches mit einer Maske abgedeckt, die vor Überprüfen der Innenseite
des Lochbleches wieder einlernt wird.
I in Ausfülirungsbeispiel der F.rfindung wird nachstehend
anhand der Zeichnung beschrieben. F.s zeigt
I ι p. I in perspektivischer Ansieht eine mil dein crfinduiijisgcmiiUen
Verlahren hergestellte Schalldäinmplat-Ie
in Sandwichbauweise und
M μ. 2 in senkrechtem .Schnitt und in vergröße
Maßstab einen Ausschnitt aus der Schalldämmpluitc in
Fig. 1.
Die Schalldämmplatle 8 (F i g. 1 und 2) besitzt einen Wabenkern 10 mit einer Vielzahl quergerichteter Waben
12 zwischen einem außen liegenden Vollblech lh und einem außen liegenden Lochblech 14, das eine Vielzahl
von Löchern 18 bestimmter Größe aufweist. Auf die Außenseite des Lochbieches 14 ist eine dünne Lage
porösen Faserwerkstoffes 20 geklebt Bei diesem handelt es sich bevorzugt um Gewebe aus rostbeständigem
Stahl oder uri; einen Metallfaserfilz oder um andere
Faserwerkstoffe, beispielsweise auf der Basis von Graphit, Nylon oder ähnlichen Fasern. Bevorzugt wird ein
Gewebe in Köperbindung benutzt, dessen Bindungspunkle
in einigen Fällen fest verbunden sein können.
Der poröse Faserwerkstoff 20 wird mit einem zweiten Klebstoff 21 auf das Lochblech 14 geklebt. Zwischen
die freie Seite des beschichteten Lochbieches und das Vollblech 16 wird mit einem ersten Klebstoff der Wabenkern
10 geklebt.
Bei den Klebstoffen zur Verbindung der einzelnen Sandwichkomponenten hat sich gezeigt, daß selbst bei
sorgfältiger Auswahl unter Beachtung eines spezifischen Viskositätsindex ein unerwünschter Klebsioffanteil
durch die Löcher 18 des Lochbleches 14 und in die Poren des porösen Faserwerkstoffes 20 einsickert oder
eingesaugt wird. Dies führt zu einer Verminderung der akustisch offenen Fläche zwischen der Schallquelle und
den Zellen 12 des Wabenkernes 10. Der Einsaug- oder Dochteffekt wird verursacht durch die Oberflächenenergie
infolge der Oberflächenbenetzbarkeit des Lochbleches 14 und der Kapillarwirkung des porösen
Faserwerkstoffes 20.
Als zweiter Klebstoff zum Verbinden des Lochbieches 18 und des porösen Faserwerkstoffes 20 wird daher
allgemein ein Nitril-Phenol-Kleber in Form einer schwachen Lösung von Feststoff in Lösungsmittel, also
ein hochverdünnter Klebstoff benutzt. Wenn die Lösungsmittel aus den Klebstofflösungen durch Verdampfen
bei Raumtemperatur oder bei erhöhter Temperatur ausgetrieben sind, erhöht sich der Viskositätsindex des
Klebstoffes.
Als erster Klebstoff zur Verbindung des Lochbieches 16 mit dem Wabenkern 10 dient meist ein lOO'Voiger
Epoxidharzklcber mit einem mittleren Bereich der Aushärlungstcmperatur.
Jeder andere Klebstoff mit vergleichbaren oder ähnlichen Eigenschaften kann im Rahmen
der Erfindung benutzt werden.
Der erste Schritt des Verfahrens zur Herstellung der Schalldämmplatten besteht darin, das Vollblech 16. den
Wabenkern 10, das Lochblech 14 und den porösen Faserwerkstoff 20 zu reinigen und zu entfetten, um sicherzustellen,
daß alle unerwünschten grenzflächenaktiven Substanzen im Hinblick auf eine gute Verklebung entfernt
werden.
Ein nächster, wahlweiser Verfahrensschriti besteht darin, eine nichtleitende Schicht, bevorzugt eine anodische
Oxidationsschicht auf alle Oberflächen des Lochbleches 14 aufzubringen. Hieran kann sich das Aufbringen
einer Grundierschicht anschließen, die mit dem verwendeten Klebstoff verträglich ist. Die Grundierschicht
kann auch ohne vorhergehendes anodisches Oxidieren aufgebracht werden.
Im nächsten Verfahrensschriit wird der poröse l'aserwerkstoff
20 mit der Außenfläche des Lochbieches 14 verklebt. Der hierzu benötigte zweite Klebstoff des vorerwähnten
Typs, wird vorzugsweise in einer dünnen Schicht 21 auf eine Flache des Lochbieches 14 aufgesprüht.
Sodann wird das Lösungsmittel wie zuvor angegeben aus dem Klebstoff ausgetrieben durch Verdampfung
bei Raumtemperatur oder bei erhöhter Temperatur. Der hiernach feste oder hochviskose Klebstoff wird
> während des Aushärtungszyklus nicht erweichen und fließen, wie dies bei einem 100°/oigen Epoxidharzkleber
geschieht, wie er zur Verbindung mit dem Wabenkern benutzt wird. Vielmehr wird der aufgesprühte Klebstoff
klebrig und wird am porösen Faserwerkstoff 20 eher
ίο haften als in dessen Poren zu fließen, wenn dieser mit
dem Lochblech verbunden wird. Nach dem Austreiben des Lösungsmittels aus dem Klebstoff wird also der poröse
Faserwerkstoff 20 auf die mit Klebstoff beschichtete Fläche des Lochbieches 14 aufgelegt, und diese beiden
Komponenten werden mit Druck bei einer erhöhten Temperatur ausgehärtet. Druck und Temperatur
können durch bekannte Mittel, beispielsweise eine Presse, einen Vakuumauloklaven oder ähnliche Einrichtungen
mit örtlicher Temperaturkontrolle aufgebracht werden. Der benötigte Druck liegt im allgemeinen in
einer Größenordnung von 3.5 bar, und die Aushärlungstcniperatur
bewegt sich im Bereich von 120 bis 180°C.
Um das vorerwähnte Einsaugen des später aufzubringenden Lochblech und Wabenkern verbindenden ersten
Klebstoffes in die Löcher und Poren infolge der Wirkung der Oberflächenenergie zu vermeiden, werden in
einem anschließenden Verfahrensschritt der poröse Faserwerkstoff 20 und das mit ihm verbundene Lochblech
14 mit einem Antibenetzungsmittel behandelt, das zusätzlich einen Indikator enthält.
Das Anlibenetzungsmittel bedeckt den porösen Faserwcrksioff
und die diesem zugewandte äußere Seite des Lochbieches und die Wände der Löcher 18.
Nach dem Aufbringen wird das Indikator enthaltende
is Antibcnctzungsmiitel getrocknet, wodurch auf den behandelten
Flächen eine Beschichtung verbleibt.
Die freie Hache des Lochbleches 14 wird sodann
durch Augenschein auf Indikatorspuren überprüft, was ein Durchlaufen des Aniibenctzungsmittels durch die
Löcher hindurch anzeigt. Wenn ein Farbstoff als Indikator benutzt wird, genügt eine Überprüfung im sichtbaren
Licht. Wird ein fluoreszierender Farbstoff als Indikator benutzt, so muß die freie Innenseite des Lochbieches
mit Ultraviolcttlicht beleuchtet werden, um Indikalorspuren zu entdecken. Alle freien Flächen des Lochbieches
14, auf denen Indikatorspuren festgestellt werden, müssen sodann sorgfällig gereinigt werden, um den
Farbstoff und das diesen begleitende Antibenetzungsmittel zu entfernen, bevor eine sichere Verklebung von
Lochblech und Wabenkern erfolgen kann.
Ein alternatives Verfahren, um das Antibenetzungsmittel von der später mit dem Wubenkern zu verklebenden
freien Fläche des Lochbleches 14 fernzunalten. besteht darin, diese freie Fläche mit einer Maske zu bedekken,
die das Eindringen von Antibenetzungsmitte! verhindert. Nach der Aufbringung und Trocknung des Antibcnctzungsmittcls
wird die Maske entfernt, und die freie Fläche des Lochbleches wird wie zuvor überprüft
und wenn nötig gereinigt. Als Maske kann dickes, mit
W) einem nicht trocknenden Klebstoff versehenes Papier
oder ein anderes geeignetes Mittel dienen.
Das Vollblech 16 der Wabenkern 10 und das mit dem Faserwerkstoff 20 versehene Lochblech 14 werden sodann
mit dem eisten Klebstoff beschichtet, um die BIe-
(.") ehe 16 und 14 aiii die Stirnseilen der Waben des Wabenkernes
10 zu kleben. Die .Sandwichkomponenten werden sodann wie in den Figuren angegeben zusammengeschichtet,
es wird also der Wabenkern 10 zwischen
das Vollblech 16 und die freie Fläche, also die Innenseite
des Lochbleches 14 gelegi. Auf die zusammengeschichteten Sandwichkomponenten wird sodann durch übliche,
weiter oben angegebene Mittel in Richtung der Pfeile 22 ein Druck ausgeübt, und der Klebstoff wird
nach den vorgesehenen Verarbeiiungsbcdingungen ausgehärtet.
Hierzu 1 Blau Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von im breiten Frequenzbereich wirksamen Schalldämmplaticn in
Sandwichbauweise, die als Integralbauteile unter erschwerten
Umgebungsbedingungen beständig sind, mit einem Wabenkern, mit einem auf dessen eine
Seite geklebten Vollblech und mit einem auf dessen andere Seite geklebten Lochblech mit einer Vielzahl
von Löchern und einer auf dessen Außenseite geklebten dünnen Lage porösen Faserwcrkstoffcs mit
definierten Durchströmungswiderstand, bei dem das Vollblech und das Lochblech mit auf ihrer dem Wabenkern
zugewandten Innenseite aufgetragenen ersten Klebstoff mit dem Wabenkern verklebt und die
dem Faserwerkstoff zugewandte Außenseite des Loohbleches mit einem zweiten hochverdünnten
Klebstoff beschichtet und nach Austreiben des Lösungsmittels aus dem Klebstoff der Faserwerkstoff
mit Druck auf die beschichtete Außenseite des Lochbleches aufgebracht und der Klebstoff ausgehärtet
wird, wobei der zweite Klebstoff so gewählt und die Verklebung des Lochblechs mit dem Faserwerkstoff
so vorgenommen wird, daß der Klebstoff nicht in die Poren des Faserwerkstuffes fließt, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verkleben des porösen Faserwerkstoffes. (20) mit dem Lochblech (14) vor dem Verkleben des Lochblechs (14) mit dem Wabenkern
(10) vorgenommen wird und daß der poröse Faserwerkstoff (20) und die Außenseite des Lochblechs
(14) einschließlich der Wände seiner Löcher (18) nach dem Aufkleben des Faserwerksioffcs (20)
und vor dem Verkleben des Lochbleches (14) mit dem Wabenkern mil einem Antibenet/.ungsmiitel
versehen werden, das einen sichtbaren oder einen fluoreszierenden Farbstoff als Indikator enthalt, die
Innenseite des Lochbleches (14) mit sichtbarem oder ultraviolettem Licht auf anhaftende Spuren des Indikator
enthaltenden Antibenet/.ungsmiltcls überprüft und gegebenenfalls festgestellte Spuren des Indikator
enthaltenden Antibenctzungsmiuels von der Innenseite
des Lochbleches entfernt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet,
daß vor dem Aufbringen des Antibenctzungsmittels die Innenseite des Lochbleches mit einer
Maske abgedeckt wird, die vor Überprüfen der Innenseite des Lochbleches wieder entfernt wird.
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1980
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- 1980-07-31 DE DE3029025A patent/DE3029025C2/de not_active Expired
- 1980-10-29 FR FR8023169A patent/FR2478536A1/fr active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| GB2061819A (en) | 1981-05-20 |
| DE3029025A1 (de) | 1981-05-14 |
| GB2061819B (en) | 1983-03-09 |
| FR2478536B1 (de) | 1984-05-18 |
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