DE4117740C1 - Friction face damping lining for thin-wall component - which carries platelets, each with foot protruding transversely to flat side - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Reibflächen-Dämpfungsbelag für die Oberfläche eines dünnwandigen Bauteiles gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1, wie er aus der DE-OS 30 13 861 als bekannt hervor­ geht.

Der in der DE-OS 30 13 861 offenbarte Reibflächen-Dämpfungsbelag für die Oberfläche eines dünnwandigen Bauteiles, insbesondere für Ka­ rosseriebauteile, weist mehrere an dem Bauteil befestigte Plättchen auf, die flächendeckend in mehreren Lagen zueinander versetzt und unter Reibung beweglich zueinander angeordnet sind. Zwischen den Plättchen, deren Randbereiche sich gegen­ seitig überlappen, sind Zwischenlagen angeordnet, die die bei einer Relativbewegung der Plättchen zueinander auftretende Reibung in Wärme umwandeln. Soll mit dem gattungsgemäß zugrun­ degelegten Dämpfungsbelag beispielsweise ein Karosseriebauteil wirkungsvoll schallgedämpft werden, so erfordert dies mehrere Lagen übereinander. Dieser mehrlagige Dämpfungsbelag erfordert jedoch eine aufwendige Konstruktion und ist somit eine teure Lösung. Ferner ergibt sich durch die hohe Anzahl der Platten- und Zwischenlagen ein höheres Gewicht, was insbesondere beim Automobilbau vermieden werden soll.

Die DE-OS 39 03 227 betrifft einen Reibflächen-Dämpfer, der im wesentlichen aus zwei durch eine Zwischenlage miteinander ver­ bundenen ebenen Platten besteht. Die erste Platte des Reibflä­ chendämpfers ist entweder mit der zu dämpfenden Oberfläche entweder fest verbunden oder wird durch das Blech der zu dämp­ fenden Oberfläche selbst gebildet. Die Zwischenlage wird durch Abstandshalter gebildet, die mit der ersten Platte fest ver­ bunden sind und in Richtung der Flächennormalen der zu dämp­ fenden Oberfläche abragen. Die Abstandshalter weisen auf ihrer gegenüberliegenden Seite die zweite Platte, die als Reibplatte fungiert, auf, wobei die zweite Platte über die Abstandshalter durch äußere Maßnahmen auf die erste Platte gepreßt wird und gegenüber der ersten Platte einen längsverschieblichen Frei­ heitsgrad aufweist. Ein solcher Dämpfer ist jedoch, da immer die erste auf die zweite Platte angepreßt werden muß und weil entsprechende Einrichtungen zum Aufbringen dieser Anpreßkraft vielfältig in der Platte integriert sein müssen, im Aufbau kompliziert und teuer.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, den gattungsgemäß zugrunde­ gelegten Reibflächen-Dämpfungsbelag dahingehend weiterzuentwickeln, daß er einfacher und billiger herzustellen ist und bei einem geringe­ ren Gewicht dennoch gute Dämpfungseigenschaften aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Reibflächen-Dämpfungsbelag mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruch 1 gelöst. Durch die zweilagige Anordnung der Plättchen mit Abstand zum Bauteil und deren ortsfeste Anordnung ihres quer zu ihrer Flachseite abra­ genden Fußes an dem dünnwandigen Bauteil, werden die Plättchen bei einer Durchwölbung des Bauteiles in ihren Überlappungsbe­ reichen gegeneinander bewegt. Da aber diese Durchwölbung einen größeren Weg und damit innerhalb der gleichen Zeit eine größere Geschwindigkeit bedeutet und ferner die Reibung u. a. eine Funktion der Geschwindigkeit ist, ist die Reibung im Überlap­ pungsbereich von genügender Größe, um eine starke Überwölbung des Bauteiles zu verhindern und damit eine Dämpfung zu ver­ wirklichen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar, wobei bei manchen Ausführungsformen auch eine Kombination der in den Ansprüchen aufgeführten Merk­ male von Vorteil ist. Im übrigen wird die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles im folgenden erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 die Aufsicht auf einen Ausschnitt des auf einem Bauteil befestigten Dämpfungsbelages,

Fig. 2 den Querschnitt durch das Bauteil und dem Dämm­ belag entlang der Linie II-II und

Fig. 3 den Querschnitt nach Fig. 2 in gewölbtem Zustand.

In Fig. 1 ist ein Ausschnitt auf eine rückwärtige Seite eines dünnwandigen Bauteiles 4 mit dazu ortsfest angebrachten Plättchen 1, 1′ dargestellt. Die Plättchen 1, 1′, an denen je­ weils ein quer zu ihrer Flachseite 2 abragender und mit dem Bauteil verbundener Fuß angeordnet ist, weisen eine Grundfläche auf, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel quadratisch ist, die aber bei anderer insbesondere hexagonal angeordneter Rasterung beispielsweise sechseckig oder rund sein kann. An jeder Ecke wird ein jedes der Plättchen 1 der einen Lage von seinem benachbarten Plättchen 1′ der anderen Lage überlappt. Somit weist jedes der Plättchen 1, 1′, das sich nicht am Rand des von ihnen gebildeten Dämpfungsbelages befindet, vier ge­ genseitige Überlappungsbereiche 5 auf. Jeweils vier Füße 3 ei­ nes Plättchens einer Lage ergeben eine quadratische Grundflä­ che, in deren Mitte ein Fuß 3′ eines der anderen Lage zugeord­ neten und sich mit diesen Plättchen 1 überlappenden Plättchen 1′ der anderen Lage angeordnet ist, so daß die Plättchen 1, 1′ in zwei Lagen und parallel zueinander angeordnet sind. Diese auf Lücke-Anordnung ausgebildete Plättchenstruktur des Dämp­ fungsbelages kann erfindungsgemäß auch durch einen Dämpfungs­ belag ersetzt werden, dessen Plättchen wie die Schindeln eines Daches zueinander angeordnet sind. Im Überlappungsbereich 5 liegen die Plättchen 1, 1′ in vorteilhafter Weise unter Vor­ spannung gegeneinander an, womit sie, da sie beweglich zuein­ ander sind, bei einer solchen Relativbewegung zueinander eine erhöhte Reibung und damit eine gute Dämpfungseigenschaft auf­ weisen. Im Überlappungsbereich 5 kann ferner ein die Reibung zwischen den Plättchen 1,1′ in Wärmeenergie umwandelnder Belag angeordnet sein, damit die Absorption der Schwingungen erhöht ist. Bei einer Ausbildung des Überlappungsbereiches 5 ohne Zwischenbelag (trockene Reibung), ist es ferner möglich, je­ weils benachbarte Plättchen 1,1′ aus einem anderen Material zu fertigen, so daß der Reibungskoeziffizient zwischen diesen beiden Plättchen 1,1′ optimiert ist. In diesem Fall einer trockenen Reibung werden die Plättchen 1,1′ erwärmt und können die Wärme nach den gültigen Wärmeleitungsgleichungen abstrahlen. Hierbei ist von Vorteil, daß die abstrahlende Flä­ che der jeweiligen Plättchen 1, 1′ sehr groß ist. Des weiteren ist es bei gewissen Anwendungsfällen sinnvoll, den aus fertigungstechnischer Sicht günstigerweise als Dom ausgebil­ deten Fuß, 3, 3′ aus einem starren Material zu fertigen, damit er sich bei einer Biegebewegung des Bauteiles 4 relativ zu diesem möglichst wenig bzw. gar nicht bewegt. Die Plättchen 1, 1′ hingegen können in diesem Fall im Hinblick auf optimale Reibungskoeffizienten aus einem anderen Material gefertigt sein. Im vorliegenden Fall sind die Plättchen 1, 1′ und ihr jeweiliger Fuß 3, 3′ jedoch aus einem einzigen Material monolytisch gefertigt. Dies ist insbesondere für die Fertigung dieser Plättchen günstig, da hierbei der Stückpreis gering ist. Wie in Fig. 2 und 3 ersichtlich, weisen die auf dem Bauteil 4 angeordneten Plättchen 1, 1′ einen einem umgekehrten großen Omega ähnlichen Querschnitt auf, wobei der Dom bzw. die Füße 3, 3′ den Körper des Omegas und die Plättchen 1,1′ die Schenkel des Omegas bilden. Wird ein solches Bauteil 4 nun zu Schwin­ gungen erregt, so wölbt sich dieses durch. Bei einer Durchwöl­ bung des Bauteiles 4 in Richtung der Plättchen 1,1′ ist jedoch die Relativbewegung zwischen benachbarten Plättchen 1, 1′ auf­ grund des Bogensatzes betragsmäßig größer als die des Bauteiles 4. Da aber unter anderem die dissipative Energie bezüglich der Reibung eine Funktion der Geschwindigkeit ist, wird hierbei der das Bauteil 4 erregenden Schwingung Energie entzogen, womit das Bauteil 4 bedämpft ist. Diese der Schwingung in Form von dissipativer Energie entzogene Erregerenergie wird bei der Reibung in Wärme umgewandelt und von den Plättchen abgestrahlt. Wie leicht ersichtlich, kann der Dämpfungskoeffizient der Plättchen 1, 1′ über die Höhe ihres jeweiligen Fußes 3, 3′ be­ einflußt werden. Eine erfindungsgemäße Ausbildung eines Dämp­ fungsbelages ist insbesondere beim Karosseriebau bei Fahrzeugen günstig, da hierbei ein gutes Dämpfungs/ Masseverhältnis erreicht wird. Ferner sind die Plättchen 1,1, einfach zu fertigen und auf dem Bauteil 4, beispielsweise durch Klebung, ortsfest zu befestigen.

Claims (6)

1. Reibflächen-Dämpfungsbelag für die Oberfläche eines dünnwandigen Bau­ teiles, insbesondere für ein Karosseriebauteil, mit an dem Bauteil befestigten Plättchen, die flächendeckend in zwei Lagen zueinander versetzt und unter Reibung beweglich zueinander an­ geordnet sind, wobei sich im Querschnitt quer zur Flachseite des Bauteiles die Randbereiche eines jeden Plättchens mit dem jeweiligen Randbereich eines jeden benachbarten Plättchens reibend überlappen, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Plättchen (1, 1′) ein quer zu ihrer Flachseite (2) abragender Fuß (3, 3′) angeordnet ist, der mit dem Bauteil (4) verbunden ist, so daß die Plättchen (1, 1′) mit Abstand zum Bauteil (4) angeordnet sind.

2. Reibflächen-Dämpfungsbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plättchen (1, 1′) und ihr Fuß (3, 3′) monolytisch aus­ gebildet sind.

3. Reibflächen-Dämpfungsbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Plättchen (1, 1′) als Fuß (3, 3′) ein Dom ange­ ordnet ist, und daß die Plättchen (1, 1′) einen einem umge­ kehrten großen Omega ähnlichen Querschnitt aufweisen.

4. Reibflächen-Dämpfungsbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte, sich überlappende Plättchen (1, 1′) aus un­ terschiedlichem Werkstoff bestehen.

5. Reibflächen-Dämpfungsbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die überlappten Randbereiche (Überlappungsbereich 5) der Plättchen (1, 1′) als sich gegenseitig unmittelbar, d. h. ohne gesonderte Zwischenlage, reibend berühren.

6. Reibflächen-Dämpfungsbelag nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen im Überlappungsbereich (5) unter Vor­ spannung aneinander anliegen.