ES2960806T3 - Un amortiguador de ruido y un método para producir un amortiguador de ruido - Google Patents

Abstract

Un amortiguador de ruido para reducir el ruido de un elemento vibratorio que vibra a una frecuencia de vibración, en el que el amortiguador de ruido está configurado para estar en contacto con el elemento vibratorio de manera que cuando el amortiguador de ruido está en contacto con el elemento vibratorio se produce una amplitud de ruido en un punto en un entorno del elemento vibratorio viene dado por un factor de atenuación multiplicado por la amplitud del ruido en el punto en el entorno cuando el amortiguador de ruido está desconectado del elemento vibratorio, comprendiendo el amortiguador de ruido: una matriz polimérica, estando la matriz polimérica en un sólido fase y formando una forma; una pluralidad de partículas huecas dispersadas en la matriz polimérica, teniendo cada partícula hueca una cubierta que encapsula una cavidad llena de gas, teniendo cada partícula hueca un tamaño de partícula hueca, y estando dispersada la pluralidad de partículas huecas en una concentración de partículas huecas en la matriz polimérica; en donde el tamaño de partícula hueca y la concentración de partícula hueca están configurados para establecer el factor de atenuación por debajo de un umbral de factor de atenuación en la frecuencia de vibración del elemento vibratorio, estando el tamaño de partícula hueca en un rango en el que la dimensión más grande está entre 20 μm y 2000 μm. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Un amortiguador de ruido y un método para producir un amortiguador de ruido

Campo técnico

La presente invención se relaciona generalmente con amortiguadores de ruido y, más particularmente, a amortiguadores de ruido para vías férreas.

Antecedentes

El ruido es una vibración no deseada a través de un medio por el cual se producen oscilaciones con una amplitud y una frecuencia en el medio. El ruido puede ser ruido acústico, por ejemplo, una onda sonora no deseada en donde la presión del aire oscila, o ruido mecánico, por ejemplo, una onda mecánica no deseada en donde la materia sólida oscila. El ruido se origina a partir de vibraciones en un elemento vibratorio que subsecuentemente se transmite al medio del entorno. Por ejemplo, como ondas sonoras en el aire en el entorno del elemento vibratorio o como ondas mecánicas en la materia sólida en el entorno del elemento vibratorio, por ejemplo, en materia sólida en contacto con el elemento vibratorio. La amortiguación es un modo efectivo de reducir el ruido, en donde la energía vibratoria se puede convertir en calor usando un amortiguador de ruido.

Un ejemplo de amortiguador de ruido es un amortiguador de ruido de vía férrea, tal como, por ejemplo, una bota para riel. A continuación, el término “vía férrea” se usará para referirse a todas las formas de transporte ferroviario, incluidos los trenes y tranvías. Un amortiguador de ruido de vía férrea puede comprender una estructura de polímero entre la vía férrea y el suelo de modo tal que las vibraciones originadas en la vía férrea se puedan atenuar, en donde la vía férrea es el elemento vibratorio.

Se sabe que las propiedades elásticas del amortiguador de ruido son importantes y que se pueden ajustar dependiendo del uso previsto del amortiguador de ruido. Un ejemplo del estado de la técnica está en EP2354300.

Madalina Dumitriuet al. [Journal of Engineering Science and Technology Review,vol. 10, no. 6, 1 January 2017, pp 87 95] describe la mitigación del ruido de rodamiento en vehículos ferroviarios por medio de los amortiguadores de rieles. En la presente, se realiza una reducción en la oscilación del riel vibratorio por su acoplamiento a una masa de elementos de acero en el amortiguador mediante caucho entre el riel y el acero.

US 2006/072372 A1 describe un material compuesto de atenuación acústica para potenciar la atenuación acústica y la amortiguación de vibraciones de un material al incorporar una pluralidad de pequeñas partículas de una impedancia acústica característica alta o una impedancia acústica característica baja o combinaciones de materiales de impedancia acústica característica alta y baja para formar un material de matriz que actúe como atenuador acústico o amortiguador de vibraciones; y peinar este material de matriz con una segunda capa de un material de desacoplamiento que sirve para aislar efectivamente el material de la matriz y reducir su tendencia a vibrar favorablemente a la energía acústica que incide.

Breve descripción de la invención

Es un objeto de la invención proporcionar un amortiguador de ruido para estar en contacto con un elemento vibratorio, en donde el amortiguador de ruido se personaliza para una frecuencia vibracional esperada del elemento vibratorio. Además, es un objeto que el amortiguador de ruido es económico, duradero y fácil de instalar. Estos y otros objetos de la invención se cumplen, al menos en parte, con la invención, como se define en las reivindicaciones independientes. Las realizaciones preferidas se establecen en las reivindicaciones dependientes. A continuación se discutirán los amortiguadores de ruido usando principalmente botas para riel a modo de ejemplo. Sin embargo, se debe entender que el concepto inventivo se refiere a cualquier amortiguador de ruido. Por ejemplo, un amortiguador de ruido de acuerdo con el concepto inventivo puede ser útil como una unión de expansión, en donde la unión de expansión actúa como un cierre de amortiguación de ruido para espacios, tales como un espacio entre dos partes de la estructura, por ejemplo, entre dos segmentos de carretera de un puente, entre dos segmentos de pared en un edificio, un espacio entre una pared y una ventana en un edificio, o un espacio entre una puerta y un marco de un coche. Una unión de expansión colocada en un espacio entre dos partes de una estructura puede evitar que el ruido mecánico se propague de una parte de la estructura a otra, pero también puede evitar que el ruido acústico pase entre las dos partes de la estructura. Por lo tanto, una unión de expansión puede proporcionar una conexión flexible entre los dos segmentos mientras que permite que los dos segmentos se muevan entre sí. Un amortiguador de ruido de acuerdo con el concepto inventivo también puede ser útil como un amortiguador de ruido para componentes automotrices o marinos.

Se proporciona un amortiguador de ruido para reducir el ruido de un elemento vibratorio, de acuerdo con la reivindicación 1.

Es una idea de la invención que al controlar el tamaño de partícula hueca y la concentración en la matriz del polímero, el amortiguador de ruido se puede personalizar a una frecuencia vibracional esperada, lo que hace que el amortiguador de ruido sea más eficiente. Se debe entender que se pueden usar varios materiales para la cáscara de las partículas huecas. La carcasa es una carcasa de polímero, por ejemplo, una carcasa de polímero termoplástico. En ejemplos que no forman parte de la invención, la carcasa se puede fabricar alternativamente de otros materiales, por ejemplo, vidrio o carburo de silicio.

Se debe entender que el elemento vibratorio puede vibrar a varias frecuencias o en un rango de frecuencias, en donde la frecuencia vibracional es el componente de frecuencia más importante para atenuar. El componente de frecuencia más importante puede ser, por ejemplo, el componente de frecuencia dominante o el componente de frecuencia al que el entorno es más sensible, por ejemplo, una frecuencia resonante de un elemento en conexión con el elemento vibratorio o una frecuencia dentro del rango de frecuencia de la audición humana.

Se debe entender que el elemento vibratorio puede ser un atributo estructural en contacto con el amortiguador de ruido, por ejemplo, un riel en contacto con una bota para riel. Se debe entender en la presente que el término “en contacto con” en algunas realizaciones se puede interpretar como “unido a”. También se debe entender que el elemento vibratorio puede ser aire en contacto con el amortiguador de ruido, en donde el amortiguador de ruido atenúa una onda de sonido que se propaga, actuando así como un atenuador acústico.

Se debe entender que la amplitud del ruido se puede referir a la amplitud de las ondas mecánicas en la materia sólida en un punto en el entorno del elemento vibratorio, por ejemplo, la amplitud de un desplazamiento oscilante de un atributo estructural, tal como el suelo en las proximidades de un riel vibratorio. La amplitud de la onda mecánica se puede atenuar en la presente por el amortiguador de ruido que actúa como parte de un sistema de aislamiento de vibraciones que puede atenuar la amplitud de las vibraciones del elemento vibratorio.

También se debe entender que la amplitud del ruido se puede referir a la amplitud de una onda sonora en el aire en un punto en el entorno del elemento vibratorio, por ejemplo, una desviación de presión local de la presión atmosférica ambiental causada por la onda sonora, tal como el nivel de presión acústica en las proximidades de un riel vibratorio. La amplitud de la onda sonora en un punto en el entorno del elemento vibratorio se puede atenuar por la absorción de la onda sonora a medida que se transmite a través del amortiguador de ruido, en donde el amortiguador de ruido actúa como atenuador acústico. La amplitud de la onda sonora en un punto de un entorno del elemento vibratorio también se puede atenuar si el amortiguador de ruido actúa como parte de un sistema de aislamiento de vibraciones de modo tal que las vibraciones del propio elemento vibratorio se amortiguan, evitando así que se cree parte de la onda sonora.

Se debe entender que el factor de atenuación puede ser un factor entre 0 y 1. Además, se debe entender que el umbral del factor de atenuación es un umbral de 0,9. Por lo tanto, ajustar el tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas puede asegurar que la amplitud del ruido se atenúe lo suficiente a la frecuencia vibracional.

Se debe entender que varias combinaciones diferentes de tamaño de partícula hueca y concentración de partículas huecas pueden resultar en el mismo factor de atenuación. Por lo tanto, la configuración del tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas para establecer el factor de atenuación por debajo de un umbral de factor de atenuación también se puede realizar de varios modos. Por ejemplo, se pueden fabricar varios amortiguadores de ruido de cierta conformación con diferentes tamaños de partículas huecas y concentración de partículas huecas. El factor de atenuación para un amortiguador de ruido de cierta conformación se puede medir, a una frecuencia vibracional dada, como una función del tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas para formar una gráfica para ajustar el factor de atenuación. El factor de atenuación se puede basar a su vez en normas o normas sobre ruido. Se debe entender que el aumento del tamaño de partícula hueca puede resultar en un material menos rígido que a su vez afectará el factor de atenuación. También se debe entender que el aumento de la concentración de partículas huecas puede resultar en un efecto similar. Los materiales más densos con concentraciones más bajas de esferas pueden funcionar mejor en términos de rendimiento de amortiguación vibratoria a frecuencias más bajas y viceversa.

Es una idea de la invención que las partículas huecas pueden formar células cerradas en la matriz polimérica en donde el tamaño y la concentración de partículas huecas controlan las propiedades viscoelásticas del material, la porosidad y la morfología de las celdas. Estos parámetros pueden afectar a su vez la forma en que el amortiguador de ruido transmite vibraciones y sonido, así como la forma en que el amortiguador de ruido puede amortiguar las vibraciones del elemento vibratorio en sí. En particular, estos parámetros pueden establecer la dependencia de frecuencia de la atenuación de la amplitud del ruido en un punto en el entorno del elemento vibratorio. Por lo tanto, el factor de atenuación se puede establecer de modo tal que esté por debajo del umbral del factor de atenuación en la frecuencia vibracional.

Un amortiguador de ruido que comprende partículas huecas dispersas en la matriz polimérica puede tener similitudes con un amortiguador de ruido hecho, por ejemplo, de espuma de poliuretano. Durante la producción de espuma de poliuretano se introduce un agente de expansión en el poliuretano fundido en donde se forman burbujas de gas. A medida que el poliuretano se solidifica, las burbujas de gas forman una estructura celular. Sin embargo, tal estructura celular puede no ser tan controlable como la estructura celular de las partículas huecas en la matriz polimérica, ya que el tamaño y la concentración de las burbujas de gas pueden depender mucho de la presión y el tiempo de proceso durante la producción, que afectan cómo se forman las burbujas y cómo se unen. En contraste, la cáscara puede prevenir que las partículas huecas se fusionen, de modo tal que la concentración no pueda cambiar, y puede definir el tamaño de la partícula hueca. Todavía puede ocurrir una distribución de tamaño, pero la desviación estándar en la distribución de tamaño de las partículas huecas puede ser menor que la desviación estándar en la distribución de tamaño de las células en espuma de poliuretano.

Se debe entender que el factor de atenuación puede depender de otros parámetros además del tamaño y la concentración de partículas huecas. Por ejemplo, el diseño y la geometría del amortiguador de ruido pueden ser importantes, así como las propiedades viscoelásticas de la matriz polimérica. Sin embargo, el uso del tamaño y la concentración de partículas huecas puede ser una forma simple y exacta de ajustar las propiedades de amortiguación del amortiguador de ruido.

En el caso de las botas para riel para amortiguar el ruido alrededor de una línea de tranvía, la frecuencia vibracional puede variar, por ejemplo, de una línea de tranvía a otra dependiendo del tipo de tranvía que circula a lo largo de la línea. Por ejemplo, el área del bogie, si los bogies son motorizados o no, etc. pueden tener un efecto en la frecuencia de vibración del riel. La frecuencia vibracional también puede variar de una posición a otra a lo largo de la línea del tranvía. En posiciones en donde los tranvías tienen una alta velocidad, la frecuencia vibracional puede ser diferente de las posiciones en donde los tranvías tienen una velocidad baja. En posiciones en donde la línea de tranvía tiene curvatura con un radio pequeño puede haber un ruido de chirrido, un ruido agudo debido a la fricción entre la rueda y el riel creada cuando el tranvía dobla la curva. En estas posiciones, la frecuencia vibracional del riel puede ser significativamente diferente de la frecuencia vibracional en las partes rectas de la línea del tranvía. Por lo tanto, puede ser deseable ajustar las propiedades de amortiguación del ruido de las botas para riel dependiendo de la línea de tranvía a la que esté destinada y/o de la posición a lo largo de la línea de tren a la que esté destinada. De acuerdo con el concepto inventivo, se pueden producir botas para riel para diferentes líneas de tranvía y para diferentes partes de las líneas de tranvía en donde todas las botas para rieles tienen la misma conformación. El tamaño y la concentración de partículas huecas se pueden usar para ajustar las propiedades de amortiguación de las diferentes botas para riel de acuerdo con la frecuencia vibracional específica que es relevante para la bota para riel individual.

Se debe entender que las partículas huecas pueden ser esféricas, en donde el tamaño de partícula hueca se puede referir al diámetro exterior. También se debe entender que las partículas huecas pueden tener una forma no esférica, en donde el tamaño de partícula hueca se puede referir a la dimensión más grande de la partícula hueca. También se debe entender que, aunque el rango de tamaño de partícula hueca de 20 |jm a 2000 |jm puede ser útil para una gran variedad de aplicaciones de amortiguación de ruido, también puede haber otros rangos que son útiles para aplicaciones particulares. Para algunas aplicaciones de amortiguación de ruido, un rango más estrecho puede ser adecuado para el tamaño de partícula hueca, por ejemplo, un rango en donde el tamaño de partícula hueca está entre 75 jm y 150 jm .

También se debe entender que para algunas aplicaciones de amortiguación de ruido, la concentración de partículas huecas puede estar en el rango correspondiente a una carga volumétrica del 0 al 60 % en volumen en la matriz polimérica.

El concepto inventivo puede facilitar amortiguadores de ruido de bajo costo personalizados para una frecuencia vibracional dada. En el ejemplo de la bota para riel, ajustar las propiedades de amortiguación de ruido cambiando, por ejemplo, el diseño o la geometría de la bota para riel puede ser costoso, ya que se tendrían que usar diferentes moldes durante la producción. Asimismo, cambiar las propiedades viscoelásticas de la matriz polimérica solamente puede ser posible dentro de un rango limitado. Por el contrario, la dispersión de partículas huecas en el material de la matriz polimérica durante la producción de la bota para riel puede proporcionar un modo simple de ajustar las propiedades de amortiguación del ruido y proporcionar un control exacto del factor de atenuación a diferentes frecuencias vibratorias. Por lo tanto, la bota para riel resultante puede ser económica, ya que solamente habría que cambiar el tamaño y la concentración de partículas de polímero para dar diferentes propiedades a las botas para riel.

Los amortiguadores de ruido de acuerdo con el concepto inventivo también pueden ser duraderos, ya que la carcasa puede reforzar las celdas cerradas de modo tal que no se colapsen incluso cuando se exponen a alta presión o se usan durante un largo período de tiempo. Además, el refuerzo puede contribuir a un comportamiento de amortiguación superior a presiones elevadas. Por lo tanto, los amortiguadores de ruido de acuerdo con el concepto inventivo pueden ser particularmente útiles cuando soportan cargas pesadas, tales como, por ejemplo, un tren o tranvía, o cuando se usan a grandes profundidades de agua, tales como, por ejemplo, en submarinos, plataformas petrolíferas en alta mar y aplicaciones aeroespaciales.

Los amortiguadores de ruido de acuerdo con el concepto inventivo también pueden ser fáciles de instalar. Las partículas huecas pueden proporcionar una superficie micro rugosa que facilita la instalación al minimizar la fricción entre los componentes auxiliares.

Los amortiguadores de ruido de acuerdo con el concepto inventivo pueden ser particularmente útiles para frecuencias vibratorias en el rango de 0-500 Hz.

El amortiguador de ruido tiene un tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas se configuran para establecer el factor de atenuación por debajo de un umbral de factor de atenuación de 0,9.

En muchas aplicaciones, por ejemplo, amortiguadores de ruido de botas para riel, un factor de atenuación or debajo de 0,9 es suficiente. Una reducción de amplitud por ejemplo, en un factor de 0,9 para una onda, que no forma parte de la invención reivindicada, puede resultar en una reducción de potencia por un factor de 0,8 ya que la atenuación de potencia puede ser proporcional a la atenuación de amplitud al cuadrado.

El amortiguador de ruido puede tener un factor de atenuación que depende de la frecuencia y el tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas se pueden configurar para establecer el factor de atenuación para que tenga un mínimo local dentro de un primer intervalo vibratorio, dicho primer intervalo vibratorio comprende la frecuencia vibracional del elemento vibratorio, dicho primer intervalo vibratorio es la frecuencia vibracional ± 10 % de la frecuencia vibracional. Ajustar el mínimo local del factor de atenuación cerca de la frecuencia vibracional puede ser ventajoso, ya que puede optimizar las propiedades de amortiguación del amortiguador de ruido a la frecuencia que es más importante amortiguar.

El amortiguador de ruido se puede configurar para actuar como un atenuador acústico que atenúa una onda sonora originada en el elemento vibratorio a medida que la onda sonora se transmite a través del amortiguador de ruido cuando está en contacto con el elemento vibratorio, en donde el tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas se configuran aún más para establecer un coeficiente de atenuación acústica del amortiguador de ruido por encima de un umbral de coeficiente de atenuación acústica a la frecuencia vibracional del elemento vibratorio.

La presión (P) de una onda sonora transmitida desde un primer lado a un segundo lado de un amortiguador de ruido se puede describir por

P (d )= P0e adEcuación 1

en dondeP(d)es la presión sonora en el segundo lado,Poes la presión sonora en el primer lado,aes el coeficiente de atenuación acústica, ydes la distancia entre el primer y el segundo lado. Al ajustar el coeficiente de atenuación acústica del amortiguador de ruido por encima del umbral del coeficiente de atenuación acústica a la frecuencia vibracional del elemento vibratorio, es posible asegurar que con un grosor dado se pueda alcanzar un cierto coeficiente de atenuación.

El amortiguador de ruido se puede configurar de modo tal que el coeficiente de atenuación acústica del amortiguador de ruido esté por encima de un umbral de coeficiente de atenuación acústica que asegure que no más del 5 % de la energía en una onda sonora pase a través de un amortiguador de ruido de 10 mm de grosor.

El amortiguador de ruido también se puede configurar de modo tal que el coeficiente de atenuación acústica del amortiguador de ruido esté por encima de un umbral de coeficiente de atenuación acústica de 0,023 mm-1.

En el caso de uniones de expansión para espacios entre segmentos de pared o techo, una reducción de ruido de 20 dB puede ser suficiente para proporcionar cierto grado de privacidad entre los dos lados de la pared. Una reducción de ruido de 20 dB puede corresponder a una relación de potencia de 1/100 o una relación de amplitud de 1/10. Un grosor común para uniones de expansión para segmentos de pared y techo es de 100 mm. Por lo tanto, un umbral de coeficiente de atenuación acústica de 0,023 mm-1 puede asegurar que una unión de expansión de grosor común proporcione un rendimiento efectivo de amortiguación de ruido.

El amortiguador de ruido puede tener un coeficiente de atenuación acústica que depende de la frecuencia y el tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas se pueden configurar para establecer el coeficiente de atenuación acústica para tener un máximo local dentro de un segundo intervalo vibratorio, dicho segundo intervalo vibratorio comprende la frecuencia vibracional del elemento vibratorio, siendo dicho segundo intervalo vibratorio la frecuencia vibracional ± 1 % de la frecuencia vibracional. Ajustar el máximo local del factor de atenuación cerca de la frecuencia vibracional puede ser ventajoso, ya que puede optimizar las propiedades de amortiguación del amortiguador de ruido a la frecuencia que es más importante amortiguar.

El amortiguador de ruido se puede configurar para actuar como parte de un sistema de aislamiento de vibraciones, configurándose el amortiguador de ruido para que se conecte a un objeto, así como al elemento vibratorio, en donde el amortiguador de ruido, el elemento vibratorio y el objeto juntos forman el sistema de aislamiento de vibraciones cuando el amortiguador de ruido se conecta tanto al elemento vibratorio como al objeto, el sistema de aislamiento de vibraciones que controla una amplitud de vibraciones transmitidas desde el elemento vibratorio al objeto.

El amortiguador de ruido se puede modelar en la presente como un resorte con rigidezky un tablero con coeficiente de amortiguaciónC,que conectan el objeto al elemento vibratorio, el resorte y el amortiguador se colocan en paralelo. Es una realización de la invención que el tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas pueden afectar aky aCy, por lo tanto, controlar las propiedades del sistema de aislamiento de vibraciones, por ejemplo, la frecuencia natural,fn ,y la transmisibilidad, T, del sistema.

La frecuencia natural del sistema de aislamiento de vibraciones puede ser

en dondemes la masa del elemento vibratorio yCc esun amortiguador crítico. En algunos casos, el objeto puede ser visto como sustancialmente más pesado que el elemento vibratorio.

La transmisibilidad del sistema de aislamiento de vibraciones puede ser

en dondeAoes la amplitud de una respuesta vibratoria cuando el sistema se somete a una entrada vibratoria con amplitudA i,yfdes la frecuencia vibracional de la entrada vibratoria.

Se debe entender que el sistema de aislamiento de vibraciones puede tener una frecuencia natural y una transmisibilidad para cada grado de libertad para el movimiento vibratorio. La frecuencia natural y la transmisibilidad pueden variar de un modo vibratorio a otro. Por ejemplo, lafny laTpara vibraciones a lo largo de un eje pueden ser diferentes defnyTpara vibraciones a lo largo de un eje perpendicular.

También se debe entender que el sistema de aislamiento de vibraciones puede operar en ambas direcciones, es decir, también puede controlar una amplitud de vibraciones transmitidas desde el objeto al elemento vibratorio.

El tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas se pueden configurar aún más para establecer una frecuencia natural del sistema de aislamiento de vibraciones de modo tal que la relación entre la frecuencia vibracional y la frecuencia natural del sistema de aislamiento de vibraciones esté por encima de un umbral de relación de frecuencia.

La transmisibilidad puede tener un pico en la frecuencia natural y decaer para frecuencias más altas que la frecuencia natural. Cuandof d/ f n <V2, el sistema de aislamiento de vibraciones se encuentra en la región de amplificación en dondeT> 1. Cuandof d/ f n >V2, el sistema de aislamiento de vibraciones se encuentra en la región de aislamiento en dondeT< 1. Es una realización de la invención que el tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas pueden asegurar que la relación entre la frecuencia vibracional y la frecuencia natural del sistema de aislamiento de vibraciones está por encima de un umbral de relación de frecuencia de V2, de modo tal que el sistema de aislamiento de vibraciones está en la región de aislamiento. También es una realización de la invención que el tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas pueden asegurar que la relación entre la frecuencia vibracional y la frecuencia natural del sistema de aislamiento de vibraciones está por encima de un umbral de relación de frecuencia de 2 * V2, de modo tal que el sistema de aislamiento de vibraciones está bien en la región de aislamiento.

El tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas se pueden configurar aún más para establecer una transmisibilidad del sistema de aislamiento de vibraciones a la frecuencia vibracional por debajo de un umbral de transmisibilidad, en donde la transmisibilidad es la relación entre la amplitud de una respuesta vibratoria y la amplitud de una entrada vibratoria del sistema de aislamiento de vibraciones.

La amplitud de la vibración transmitida al objeto se puede reducir en comparación con la amplitud del elemento vibratorio. El umbral de transmisibilidad puede ser, por ejemplo, 1. El umbral de transmisibilidad también puede ser de 0,9, de modo tal que la amplitud se reduzca en al menos un 10 % cuando la vibración pase del elemento vibratorio al objeto. En el caso de una bota para riel, el umbral de transmisibilidad puede ser, por ejemplo, 0,2 o 0,02.

El tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas se pueden configurar aún más para establecer una relación de amortiguación por encima de un umbral de relación de amortiguación, en donde la relación de amortiguación es la relación entre el coeficiente de amortiguación y el coeficiente de amortiguación crítico del sistema de aislamiento de vibraciones.

De acuerdo con la ecuación 3, la relación entre el coeficiente de amortiguación y el coeficiente crítico de amortiguación del sistema de aislamiento de vibraciones puede determinar la magnitud de la transmisibilidad a la frecuencia natural. La magnitud de la amplificación en la región de amplificación se puede reducir aumentando la relación entre el coeficiente de amortiguación y el coeficiente de amortiguación crítico. Por lo tanto, una relación de amortiguación por encima de un umbral de relación de amortiguación puede asegurar que la transmisibilidad no sea demasiado alta para las frecuencias en la región de amplificación. La transmisibilidad máxima,Tmáx,puede ser

Ecuación 4

Por ejemplo, el sistema de aislamiento de vibraciones se puede configurar de modo tal que una frecuencia vibracional primaria del elemento vibratorio se encuentre en la región de aislamiento en la curva de transmisibilidad, asegurando al mismo tiempo que la relación de amortiguación esté por encima de un umbral de relación de amortiguación de 0,1, asegurando así que la transmisibilidad máxima sea 5 para las frecuencias vibratorias secundarias situadas en la región de amplificación. También se debe entender que el sistema de aislamiento de vibraciones se puede configurar para una única frecuencia vibracional que se encuentra en la región de amplificación, en donde se usa la relación de amortiguación para asegurar que la máxima transmisibilidad no sea demasiado alta.

El tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas se configuran aún más de modo tal que la matriz polimérica con las partículas huecas dispersas tiene una tangente de delta entre 0,1 y 15, en donde la tangente de delta es el módulo de pérdida dividido por el módulo de almacenamiento para un material viscoelástico.

El amortiguador de ruido puede ser una bota para riel, la bota para riel se configura para unirse a un riel de una vía férrea, en donde el riel es el elemento vibratorio.

El concepto inventivo puede proporcionar en la presente una bota para riel que es económica, duradera y fácil de instalar.

Las partículas huecas son, además, partículas expandibles a temperatura, en donde el tamaño de partícula hueca se ha establecido al elevar la temperatura de las partículas huecas a una temperatura que define el tamaño durante la producción del amortiguador de ruido, la temperatura que define el tamaño es una temperatura que expande las partículas huecas a un tamaño predefinido.

Un amortiguador de ruido en donde las partículas huecas son partículas expandibles a temperatura puede ser barato. Las partículas huecas pueden tener un tamaño pequeño a temperatura ambiente, lo que puede reducir el costo de transporte y almacenamiento. Durante la producción del amortiguador de ruido, las partículas huecas se dispersan en material de matriz de polímero fundido a la concentración deseada. La temperatura se eleva a la temperatura que define el tamaño, de modo tal que las partículas huecas se expanden al tamaño deseado. Por lo tanto, el control preciso de las propiedades de amortiguación de vibraciones se puede combinar con bajos costos de transporte y almacenamiento para las partículas huecas.

El amortiguador de ruido puede ser un gancho de elemento vibratorio, en donde la forma de la matriz de polímero tiene una forma que agarra el elemento vibratorio de modo tal que el gancho del elemento vibratorio se configura para unirse al elemento vibratorio enganchándose al elemento vibratorio.

Tal amortiguador de ruido puede ser fácil de instalar ya que no hay más medios para conectarlo al elemento vibratorio. Puede que no haya necesidad de adhesivo, tornillos, pernos, etc. para fijar el amortiguador de ruido. Las partículas huecas pueden formar en la presente una superficie hidrofóbica que puede prevenir la corrosión del elemento vibratorio. Se debe entender que el amortiguador de ruido se puede colocar antes de que el elemento vibratorio comience a vibrar.

De acuerdo con la reivindicación 10, se proporciona un método para producir un amortiguador de ruido para reducir el ruido de un elemento vibratorio.

Este puede ser un método de producción que proporciona amortiguadores de ruido que son económicos, duraderos y fáciles de instalar.

Este método de producción puede reducir aún más el costo de los amortiguadores de ruido, ya que las partículas huecas pueden tener un tamaño pequeño antes de dispersarse en el material de la matriz de polímero fundido. Por lo tanto, el volumen de la partícula hueca requerida puede ser pequeño durante el almacenamiento y el transporte, lo que puede reducir los costos de almacenamiento y transporte.

De acuerdo con el segundo aspecto de la invención se puede usar un proceso de extrusión para el método de producción del amortiguador de ruido, en donde:

los pasos de calentar una cantidad de material de la matriz polimérica y dispersar una cantidad de partículas huecas en el material de matriz de polímero fundido se realizan al alimentar un barril de una extrusora con material de la matriz polimérica y partículas huecas no expandidas y al elevar la temperatura en el barril por encima de la temperatura de fusión del material de la matriz polimérica;

el paso de elevar la temperatura del material de la matriz de polímero fundido con las partículas huecas dispersas a una temperatura que define el tamaño se realiza en una matriz de extrusora de la extrusora, en donde la matriz es un punto donde el material de la matriz de polímero fundido con las partículas huecas dispersas sale de la extrusora.

Este método de producción puede reducir aún más el costo de los amortiguadores de ruido, ya que el proceso de extrusión es un proceso de fabricación de gran volumen. Otra ventaja puede ser que se puede producir un amortiguador de ruido largo que subsecuentemente se corta en una longitud deseada en una etapa posterior. Por lo tanto, se pueden hacer diferentes longitudes del mismo tipo de amortiguador de ruido en un único proceso.

Este método de producción puede mejorar aún más la expansión de las partículas expandibles a temperatura, ya que la presión puede caer en la matriz de la extrusora.

Breve descripción de los dibujos

Lo anterior, así como los objetos, atributos y ventajas adicionales del presente concepto inventivo, se comprenderán mejor a través de la siguiente descripción detallada ilustrativa y no limitativa, con referencia a los dibujos adjuntos. En los dibujos se usarán números de referencia para elementos similares, a menos que se indique lo contrario.

La figura 1 ilustra un amortiguador de ruido en forma de una bota para riel unida a un riel.

La figura 2 ilustra una partícula hueca.

La figura 3 ilustra una partícula hueca.

La figura 4 ilustra una bota para riel que se engancha a un riel.

La figura 5 ilustra una bota para riel unida a un riel que se encierra parcialmente en una carretera de concreto.

La figura 6 ilustra un sistema de aislamiento de vibraciones.

La figura 7 ilustra una curva de transmisibilidad.

La figura 8 ilustra los amortiguadores de ruido en forma de uniones de expansión.

La figura 9 ilustra un amortiguador de ruido en la forma de uniones de expansión para un puente.

La figura 10 ilustra un método para producir un amortiguador de ruido.

Descripción detallada de la invención

En cooperación con los dibujos adjuntos, el contenido técnico y la descripción detallada de la presente invención se describen a continuación de acuerdo con una realización preferible, no siendo usados para limitar el alcance de las reivindicaciones. Esta invención se puede incorporar en muchas formas diferentes y no se debe interpretar como limitada a las realizaciones establecidas en la presente; más bien, estas realizaciones se proporcionan para la minuciosidad y la integridad, el alcance de la invención está limitado por las reivindicaciones adjuntas.

La figura 1 ilustra un amortiguador de ruido 1, en la forma de una bota para riel 50, unido a un elemento vibratorio 2, en forma de riel 52. La bota para riel 50 comprende una matriz polimérica 10 en donde se dispersan las partículas huecas 20, como se ve en la porción ampliada de la figura. La bota para riel 50 en la figura tiene una forma que se ajusta a la superficie del riel 52.

Las figuras 2 y 3 ilustran una partícula hueca 20 que tiene una capa 24 que encapsula una cavidad llena de gas 22. La figura 2 ilustra una partícula hueca semitransparente 20, mientras que la figura 3 ilustra una partícula hueca semitransparente 20 en donde una parte de la cáscara 24 ha sido cortada con fines ilustrativos. Sin embargo, en una partícula hueca 20 de acuerdo con el concepto inventivo, la cáscara 24 encapsula completamente la cavidad 22. Un ejemplo de partículas huecas 20 son las partículas Expancel que tienen una carcasa de polímero. Otro ejemplo, que no forma parte de la invención reivindicada, de partículas huecas 20 son las partículas de Deep Springs Technology que pueden tener una cáscara de, por ejemplo, vidrio, cerámica de óxido, carburos, etc. Otro ejemplo de partículas huecas 20 que no forman parte de la invención reivindicada son las burbujas de vidrio 3M como ÍM16<k>.

La figura 4 ilustra una bota para riel 50 que se engancha al riel 52. La matriz polimérica 10 en donde se dispersan las partículas huecas 20 en la presente ofrece suficiente flexibilidad para que la bota para riel 50 se distorsione durante el proceso de instalación. Una vez instalada, la bota para riel 50 vuelve a su conformación original y engancha el riel 52 abrazando el riel 52 con fuerza. Por lo tanto, la bota para riel 50 funciona como un gancho de elemento vibratorio que se puede unir al elemento vibratorio enganchándose al elemento vibratorio.

La figura 5 ilustra una bota para riel 50 de acuerdo con el concepto inventivo. La bota para riel 50 en la figura se une a un riel 52 y el riel 52 con la bota para riel 50 se encierra parcialmente en una carretera de concreto 8. Así, el riel 52, la bota 50 y la carretera de concreto 8 forman un sistema de aislamiento de vibraciones 30. De este modo, se puede reducir la amplitud de las vibraciones transmitidas desde el riel 52 a la carretera de concreto 8. Cuando el riel 52, con la bota para riel 50 unida, se encierra en la carretera de concreto 8, la amplitud del ruido en un punto 4 en el entorno del riel 52 está dada por un factor de atenuación multiplicado por la amplitud del ruido en el entorno cuando el riel 52, sin la bota para riel 50 unida, se encierra en la carretera de concreto 8. El punto 4 en el entorno del riel 52 puede ser un punto 4 en la carretera de concreto 8, en el terreno adyacente a la carretera de concreto 8, o un punto 4 en el aire en las proximidades del riel 52.

Para la matriz polimérica 10 de la bota para riel 50 se puede usar una variedad de matrices poliméricas 10. La matriz polimérica 10 puede ser, por ejemplo, un polímero termoplástico. La matriz polimérica 10 puede ser, por ejemplo, TPS (copolímeros de bloque estirénico, por sus siglas en inglés), TPU (poliuretanos termoplásticos, por sus siglas en inglés), o TPV (vulcanizados termoplásticos, por sus siglas en inglés). Las partículas huecas 20 pueden tener una cáscara 24 fabricada de, por ejemplo, un polímero termoplástico. La cáscara 24 puede encapsular un gas hidrocarburo, por ejemplo, isopentano. Los ejemplos de partículas huecas, que no necesariamente forman parte de la invención reivindicada, son las partículas Expancel, por ejemplo, Expancel 920 MB 120, Expancel 950 MB 80 y Expancel 930 MB 120. Otros ejemplos que no necesariamente forman parte de la invención reivindicada son las partículas de Deep Springs Technology o las burbujas de vidrio 3M.

El tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas en la matriz polimérica 10 se personalizan a una frecuencia vibracional esperada de modo tal que el factor de atenuación se establece por debajo del umbral del factor de atenuación.

La figura 6 ilustra un modelo de un sistema de aislamiento de vibraciones 30. El sistema de aislamiento de vibraciones 30 comprende un elemento vibratorio 2 con masa m, un amortiguador de ruido 1 de acuerdo con el concepto inventivo y un objeto 32, en donde el amortiguador de ruido 1 se une tanto al elemento vibratorio 2 como al objeto 32. El amortiguador de ruido 1 se puede modelar en la presente como un resorte 34 con rigidezky un tablero 36 con coeficiente de amortiguación C. El tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas pueden afectar aky aCy, por lo tanto, controlar las propiedades del sistema de aislamiento de vibraciones, por ejemplo, la frecuencia natural (f<n>) y la transmisibilidad (T) del sistema.

La figura 7 ilustra las curvas de transmisibilidad 40 para tres sistemas de aislamiento de vibraciones 30. La figura ilustra que la relación entre la frecuencia vibracional(fd)y la frecuencia natural determina si el sistema de aislamiento de vibraciones se encuentra en la región de aislamiento o amplificación. Cuandof d/ f n >V2, el sistema de aislamiento de vibraciones se encuentra en la región de aislamiento en dondeT< 1. Una rigidez más baja y un coeficiente de amortiguación más alto pueden reducir la frecuencia natural de modo tal que el sistema de aislamiento de vibraciones 30 opere en la región de aislamiento. Si la frecuencia vibracional es tan baja que no es posible desplazar el sistema de aislamiento de vibraciones 30 a la región de aislamiento, la magnitud de la amplificación en la región de amplificación se puede reducir aumentando la relación entre el coeficiente de amortiguación (C) y el coeficiente crítico de amortiguación (C<c>). La figura ilustra que el aumento de la relaciónC/Ccreduce la transmisibilidad en la región de amplificación.

La figura 8 ilustra los amortiguadores de ruido 1 en forma de uniones de expansión 60, el ejemplo de la figura 8 no forma parte de la invención reivindicada. Las uniones de expansión 60 actúan como atenuadores acústicos colocados en los espacios entre, por ejemplo, dos segmentos de pared 62 o un segmento de pared 62 y un segmento de techo 64 en un edificio. Una fuente de ruido 6 en un lado de la pared crea una onda de sonido que tiene que pasar a través de la unión de expansión 60 para llegar al otro lado. El tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas se configuran para establecer el coeficiente de atenuación acústica de la unión de expansión 60 por encima de un umbral de coeficiente de atenuación acústica a la frecuencia vibracional del elemento vibratorio, siendo el elemento vibratorio el aire en el lado de la pared frente a la fuente de ruido 6. Al ajustar el coeficiente de atenuación acústica de la unión de expansión 60 por encima del umbral del coeficiente de atenuación acústica en la frecuencia vibracional, es posible asegurar que con un grosor dado se pueda alcanzar un cierto coeficiente de atenuación acústica.

La figura 9 ilustra un amortiguador de ruido 1 en forma de unión de expansión 60 para un puente. La unión de expansión 60 se coloca en un espacio entre dos segmentos de carretera 66 de un puente. La unión de expansión 60 en la figura puede actuar como parte de un sistema de aislamiento de vibraciones que absorbe las vibraciones mecánicas en la unión de los segmentos de carretera 66. La unión de expansión 60 en la figura también puede actuar como un atenuador acústico que previene que el ruido acústico pase entre los dos segmentos de carretera 66. La unión de expansión 60 se puede optimizar para una frecuencia vibracional mecánica, por ejemplo, una frecuencia esperada originada por vehículos o peatones que viajan por el puente. La unión de expansión 60 también se puede optimizar para una frecuencia acústica, por ejemplo, una frecuencia resonante del espacio debajo del puente o una frecuencia esperada originada por vehículos que viajan por debajo del puente.

La figura 10 ilustra un método 100 para producir un amortiguador de ruido 1. El método 100 comprende el paso de calentar el material de la matriz polimérica 102 de modo tal que se funde y forma un material de la matriz polimérica fundida. El material de la matriz polimérica puede ser, por ejemplo, TPS, TPU o TPV. El método 100 comprende además el paso de dispersar 104 una cantidad de partículas huecas 20 en el material de la matriz polimérica fundida.

Las partículas huecas 20 pueden ser de un tamaño fijo en donde el tamaño de las partículas no cambia sustancialmente desde el punto en que se mezclan con el material de la matriz polimérica fundida hasta el punto en que el material de la matriz polimérica fundida se ha solidificado. Las partículas huecas 20 son partículas expandibles a temperatura. Un ejemplo de partículas expandibles a temperatura son las partículas Expancel. Las partículas expandibles a temperatura se expanden cuando se someten al calor. El calor puede en este punto ablandar la cáscara 24 y expandir el gas en la cavidad llena de gas 24. Las partículas expandibles a temperatura tienen una temperatura de inicio a la que comienza la expansión y una temperatura máxima a la que las partículas expandibles a temperatura comienzan a degradarse a través de, por ejemplo, la ruptura.

En un paso del método 100, la temperatura del material de la matriz polimérica fundida con las partículas huecas dispersas 20 se eleva 106 a una temperatura que define el tamaño. El tamaño que define la temperatura en la presente se encuentra entre la temperatura inicial y la temperatura máxima.

En un paso más del método 100, el material de la matriz polimérica fundida con las partículas huecas dispersas 20 se forma y se enfría 108 de modo tal que el material de la matriz polimérica fundida se solidifica en una matriz polimérica 10 con una conformación.

De acuerdo con el método 100, la cantidad de material de la matriz polimérica y la cantidad de partículas huecas 20 se configuran para definir la concentración de partículas huecas en la matriz polimérica solidificada 10. De acuerdo con el método 100, el tamaño de las partículas huecas 20 en el amortiguador de ruido terminado 1 puede ser el mismo que el tamaño de las partículas huecas 20 cuando se dispersaron 104 en el material de matriz de polímero fundido. Dado que se usan partículas expandibles por temperatura, el tamaño de las partículas huecas 20 en el amortiguador de ruido terminado 1 se define por el tamaño que define la temperatura. Se debe entender que el tamaño que define la temperatura puede ser la temperatura más alta de las partículas huecas 20 durante la producción del amortiguador de ruido 1.

En una realización se usa un proceso de extrusión para implementar el método 100. En este caso, los pasos de calentamiento 102 una cantidad de material de la matriz polimérica y dispersión 104 una cantidad de partículas huecas 20 en el material de la matriz polimérica fundida se realizan al alimentar un barril de una extrusora con material de la matriz polimérica y partículas huecas no expandidas 20 y al elevar la temperatura en el barril por encima de la temperatura de fusión del material de la matriz polimérica. En la extrusora, uno o más tornillos pueden proporcionar calor a través del calentamiento por el esfuerzo de corte para fundir el material de la matriz polimérica. Los tornillos también pueden mezclar el material de la matriz de polímero fundido con las partículas huecas 20, así como forzar la mezcla hacia una matriz extrusora. En este caso, la matriz de la extrusora es una abertura en donde el material de la matriz de polímero fundido con las partículas huecas dispersas sale de la extrusora, la abertura define la forma de la sección transversal del amortiguador de ruido extruido 1. Puede ser ventajoso usar una extrusora de tornillo único para evitar fuerzas de corte demasiado altas que pueden romper las partículas huecas 20. Sin embargo, también se puede usar una extrusora de doble tornillo o una extrusora de bomba de fusión.

En el proceso de extrusión, el paso de elevar 106 la temperatura del material de la matriz de polímero fundido con las partículas huecas dispersas 20 se realiza en la matriz de la extrusora. La temperatura se puede controlar al calentar los elementos en el barril y en el troquel de la extrusora. El barril se puede mantener a una temperatura más baja que la matriz de la extrusora, de modo tal que la temperatura del material de la matriz de polímero fundido con las partículas huecas dispersas 20 se eleve a medida que el material de la matriz de polímero fundido pasa por la matriz de la extrusora. La temperatura en el barril se puede ajustar, por ejemplo, ligeramente por encima de la temperatura de arranque y la temperatura en la matriz de la extrusora se puede establecer entre la temperatura inicial y la temperatura máxima o entre la temperatura del barril y la temperatura máxima.

En lo anterior, el concepto inventivo se ha descrito principalmente con referencia a un número limitado de ejemplos. Sin embargo, como es fácilmente apreciado por una persona experta en la técnica, otros ejemplos distintos de los divulgados anteriormente son igualmente posibles dentro del alcance del concepto inventivo, tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Un amortiguador de ruido (1) para reducir el ruido de un elemento vibratorio (2) que vibra a una frecuencia vibracional, en donde el amortiguador de ruido (1) se configura para estar en contacto con el elemento vibratorio (2) de modo tal que cuando el amortiguador de ruido (1) está en contacto con el elemento vibratorio (2) una amplitud de ruido en un punto (4) en un entorno del elemento vibratorio (2) viene dada por un factor de atenuación multiplicado por la amplitud del ruido en el punto (4) en el entorno cuando el amortiguador de ruido (1) se desconecta del elemento vibratorio (2), el amortiguador de ruido (1) comprende:

una matriz polimérica (10), la matriz polimérica (10) está en fase sólida y forma una conformación;

una pluralidad de partículas huecas (20) dispersas en la matriz polimérica (10),

cada partícula hueca (20) es una partícula expandible a temperatura con una capa de polímero (24) que encapsula una cavidad llena de gas (22),

cada partícula hueca (20) tiene un tamaño de partícula hueca, y

la pluralidad de partículas huecas (20) dispersas a una concentración de partículas huecas en la matriz polimérica (10);

en donde el tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas se configuran para establecer el factor de atenuación por debajo de un umbral de factor de atenuación a la frecuencia vibracional del elemento vibratorio (2), el tamaño de partícula hueca está en un rango de 20 |jm a 2000 |jm y el umbral del factor de atenuación es 0,9, en donde la matriz polimérica (10) con las partículas huecas dispersas (20) tiene una tangente de delta entre 0,1 y 15, en donde la tangente de delta es el módulo de pérdida dividido por el módulo de almacenamiento para un material viscoelástico.

2. El amortiguador de ruido (1) de la reivindicación 1, en donde el amortiguador de ruido se configura para actuar como un atenuador acústico que atenúa una onda sonora originada en el elemento vibratorio (2) a medida que la onda sonora se transmite a través del amortiguador de ruido (1) cuando está en contacto con el elemento vibratorio (2), en donde el tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas se configuran aún más para establecer un coeficiente de atenuación acústica del amortiguador de ruido (1) por encima de un umbral de coeficiente de atenuación acústica en la frecuencia vibracional del elemento vibratorio (2), en donde el umbral del coeficiente de atenuación acústica es 0,023 mm-1.

3. El amortiguador de ruido (1) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el amortiguador de ruido (1) se configura para actuar como parte de un sistema de aislamiento de vibraciones (30), el amortiguador de ruido (1) se configura para estar unido a un objeto (32) así como al elemento vibratorio (2), en donde el amortiguador de ruido (1), el elemento vibratorio (2) y el objeto (32) juntos forman el sistema de aislamiento de vibraciones (30) cuando el amortiguador de ruido (1) está unido tanto al elemento vibratorio (2) como al objeto (32), el sistema de aislamiento de vibraciones (30) controla una amplitud de vibraciones transmitidas desde el elemento vibratorio (2) al objeto (32).

4. El amortiguador de ruido (1) de la reivindicación 3, en donde el tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas se configuran aún más para establecer una frecuencia natural del sistema de aislamiento de vibraciones (30) de modo tal que la relación entre la frecuencia vibracional y la frecuencia natural del sistema de aislamiento de vibraciones (30) está por encima de un umbral de relación de frecuencia de V2.

5. El amortiguador de ruido (1) de cualquiera de las reivindicaciones 3 o 4, en donde el tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas se configuran aún más para establecer una transmisibilidad del sistema de aislamiento de vibraciones (30) a la frecuencia vibracional por debajo de un umbral de transmisibilidad, siendo el umbral de transmisibilidad 0,9, en donde la transmisibilidad es la relación de una amplitud de una respuesta vibratoria y una amplitud de una entrada vibratoria del sistema de aislamiento de vibraciones (30).

6. El amortiguador de ruido (1) de cualquiera de las reivindicaciones 3-5, en donde el tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas se configuran aún más para establecer una relación de amortiguación por encima de un umbral de relación de amortiguación, siendo el umbral de la relación de amortiguación 0,1, en donde la relación de amortiguación es la relación entre el coeficiente de amortiguación y el coeficiente de amortiguación crítico del sistema de aislamiento de vibraciones (30).

7. El amortiguador de ruido (1) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el amortiguador de ruido (1) es una bota para riel (50), la bota para riel (50) se configura para unirse a un riel (52) de una vía férrea, en donde el riel (52) es el elemento vibratorio (2).

8. El amortiguador de ruido (1) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el tamaño de partícula hueca se ha establecido al elevar la temperatura de las partículas huecas (20) a una temperatura que define el tamaño durante la producción del amortiguador de ruido (1), siendo la temperatura de definición de tamaño una temperatura que expande las partículas huecas (20) a un tamaño predefinido.

9. El amortiguador de ruido (1) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el amortiguador de ruido (1) es un gancho de elemento vibratorio, en donde la forma de la matriz de polímero (10) tiene una configuración que agarra el elemento vibratorio (2) de modo tal que el gancho del elemento vibratorio se configura para unirse al elemento vibratorio (2) enganchándose al elemento vibratorio (2).

10. Un método (100) para producir un amortiguador de ruido (1) para reducir el ruido de un elemento vibratorio (2) que vibra a una frecuencia vibracional, en donde el amortiguador de ruido (1) se configura para estar en contacto con el elemento vibratorio (2) de modo tal que cuando el amortiguador de ruido (1) está en contacto con el elemento vibratorio (2) una amplitud de ruido en un punto (4) en un entorno del elemento vibratorio (2)está dada por un factor de atenuación multiplicado por la amplitud del ruido en el punto (4) del entorno cuando el amortiguador de ruido (1) se desconecta del elemento vibratorio (2), el método (100) comprende:

calentar (102) una cantidad de un material de la matriz polimérica de modo tal que se funde y forma un material de la matriz polimérica fundida;

dispersar (104) una cantidad de partículas huecas (20) en el material de la matriz polimérica fundida, en donde cada partícula hueca (20) tiene una carcasa de polímero (24) que encapsula una cavidad llena de gas (22), y en donde cada partícula hueca (20) es una partícula expandible a temperatura que se puede expandir a un tamaño que depende de la temperatura;

elevar (106) la temperatura del material de la matriz polimérica fundida con las partículas huecas dispersas (20) a una temperatura que defina el tamaño de modo tal que las partículas huecas (20) se expandan, en donde la temperatura de definición de tamaño se configura para definir el tamaño de partícula hueca en la matriz de polímero solidificado (10); moldear y enfriar (108) el material de la matriz polimérica fundida con las partículas huecas dispersas (20) de modo tal que el material de la matriz polimérica fundida se solidifica en una matriz polimérica (10) con una conformación, la conformación que comprende una pluralidad de partículas huecas (20) con un tamaño de partícula espacio disperso a una concentración de partícula hueca en la matriz polimérica (10);

en donde la cantidad de material de la matriz polimérica y la cantidad de partículas huecas (20) se configuran para definir la concentración de partículas huecas en la matriz polimérica solidificada (10),

en donde el tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas se configuran para establecer el factor de atenuación por debajo de un umbral de factor de atenuación a la frecuencia vibracional del elemento vibratorio (2), siendo el umbral del factor de atenuación 0,9,

El tamaño de partícula hueca y la concentración de partículas huecas se configuran aún más de modo tal que la matriz polimérica (10) con las partículas huecas dispersas (20) tiene una tangente de delta entre 0,1 y 15, en donde la tangente de delta es el módulo de pérdida dividido por el módulo de almacenamiento para un material viscoelástico.

11. El método (100) para producir un amortiguador de ruido (1) de acuerdo con la reivindicación 10, en donde se usa un proceso de extrusión en el cual:

los pasos de calentamiento de una cantidad de material de la matriz polimérica y dispersión de una cantidad de partículas huecas (20) en el material de la matriz polimérica fundida se realizan al alimentar un barril de una extrusora con material de la matriz polimérica y partículas huecas no expandidas (20) y al elevar la temperatura en el barril por encima de la temperatura de fusión del material de la matriz polimérica;

el paso de elevar (106) la temperatura del material de la matriz polimérica fundida con las partículas huecas dispersas (20) a una temperatura que defina el tamaño se realiza en una matriz extrusora de la extrusora, en donde la matriz es un punto en donde el material de la matriz polimérica fundida con las partículas huecas dispersas (20) sale de la extrusora.