减小振动传递制造技术

一种热膨胀材料，在膨胀后，在－１０℃至＋４０℃之间的温度下，在０至５００Ｈｚ的频率范围内，该热膨胀材料的杨氏储能模量Ｅ′在０．１ＭＰａ至１０００ＭＰａ之间，损耗因子至少为０．３（优选至少为１），剪切储能模量Ｇ′优选在０．１ＭＰａ至５００ＭＰａ之间。该热膨胀材料用于与框架结合以形成耗散振动波的挡板，该耗散振动波的挡板有效地减小车辆中可能存在的来自于振动发生器的振动传递。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及减小振动发生器产生的振动传递。
技术介绍
在车辆中，由动态力发生装置例如发动机、电动机、泵或变速箱等产 生的振动通过结构元件传递到例如面板之类的发射表面，导致结构传递噪 音的散发。为了至少减小这种结构传递噪音，已经提出许多不同的解决方法。在 车辆结构中，已经提出一些被动方法，例如求助于减振器或阻尼垫。这些 阻尼垫经常应用到振动板上，例如车辆的门或地板上。这些方法对噪音的 降低程度常常令人不满意。在传统的工艺中，沥青或柏油和比重较大的填充剂的混合物被挤压成 薄片，由薄片冲压或切割成合适的形状。这些薄片与适当的金属板部件结 合，并且有时也必须通过加热调整到薄片的形状。尽管由于材料成本低， 这些沥青薄片还经常使用，但是这些沥青薄片比较易碎，而且易于从金属 板部件脱落，特别是在低温下。同样，经常提到的掺入添加剂仅会导致微 小的改进，这对于多数应用场合还是不够的。而且，将预成型的沥青部件 涂覆到机器或车辆的形状复杂的或几乎不能接近的钣金件例如车辆门上的 空腔的内表面是完全不可能的。此外，还具有其它缺点，在许多情形下， 仅一个车辆或装置就需要几个冲压件，因此需要昂贵的存储量。因此，有很多使用其它聚合物体系来消除沥青薄板的缺点的尝试。例 如，发展了聚醋酸乙烯酯的水聚合物分散体或含有填充剂的乙烯-醋酸乙烯 酯共聚物，其能够以必要的涂层厚度喷涂在钣金件上。然而，当生产速度 较快时，由于水不能足够快地从被喷涂的涂层中去除，特别是在涂层相当 厚的情况下，这些聚合物体系不利于工业上使用。聚合物涂层的隔音性能在聚合物体系的玻璃化转变温度范围内最好， 因为由于该温度范围内聚合物的粘弹性，振动过程中的机械能通过分子流现象转化成热能。基于PVC塑溶胶的常规可喷射的涂层材料，例如作为底部涂料广泛用于机动车结构中，其在一2摄氏度至+ 6摄氏度的应用温度范围内不 具有显著的隔音效果，因为取决于增塑剂的比例，玻璃化转变温度的最大 值为大约一2摄氏度至一5摄氏度。因此已经有改进这些常规的PVC塑溶胶的尝试，使其在一20摄氏度至+ 6摄氏度的应用温度范围内具有较好的隔音性能。根据已公布的德国专利申请 3514753中已知，常规塑溶胶中的涂层包括多重不饱和化合物，例如丙烯 酸双脂或三丙烯酸脂，过氧化物交联剂和无机填充剂。但是，在加硬的状 态下，这些塑溶胶硬度最大且易碎，特别是在低温下，由于其不具有足够 的弹性，这些塑溶胶不适合用于车辆结构中。除了这点，这些组分具有非 常小的损耗因子tan5，因此隔音效果并不显著。已公布的德国专利申请3444863中描述了一种合成物，其包括PVC或 氯乙烯或乙酸乙烯酯共聚物，及选择地包含甲基丙烯酸甲酯均聚物或共聚 物，增塑剂混合物和惰性填充剂。该增塑剂混合物包括与甲基丙烯酸甲酯 共聚物相容的增塑剂，及用于氯乙烯聚合物并与可能存在的甲基丙烯酸甲 酯聚合物相容的增塑剂。与常规的PVC塑溶胶相比，由此获得的上述塑溶 胶具有改进的隔音效果。但是，特别是在30。C以上的温度下，该隔音效果 又降低了。如果试图通过改变各组分的相对含量来将最大损耗因子tanS的 范围转移到较高温度，涂层的低温柔性将非常严重地下降。但是，减小的 低温柔性在车辆结构中正好是不利的。此外，由于这些组分，损耗因子在 较低温度下减小非常严重。因此，这些塑溶胶混合物仅在非常小的温度范 围内具有较大的损耗因子。此外，已经开发出了主动的方法来减小结构传递噪音。这些方法一般 使用传感器、信号处理、驱动器和电源，通过产生相应的力或应变来抵消 振动或有效地增加振动的耗散。尽管主动的控制方法己经表现出能有效地减小结构传递噪音，但是这 些方法需要复杂的技术设备，特别是关于信号处理和传感器方面。这不仅 增加了成本，也导致了增加故障的危险。因此，需要一种实用的方法来有效地减小系统内特别是车辆内的结构 传递噪音。因此，本专利技术的一个目的在于克服现有技术的缺点。
技术实现思路
经过长期而又广泛的研究工作，本专利技术人现已发现系统内例如车辆内 的结构传递噪音可以通过一个特殊的耗散振动波的挡板来有效地减小，该 耗散振动波的挡板包含有特殊的热膨胀材料。根据本专利技术，该耗散振动波的挡板包括具有内表面和外表面的框架，该框架具有多边形截面，特别是矩形截面，可选择为u形截面，并且该框架包括位于其外表面或内表面的至少一个表面上的涂层，该涂层包括热膨胀材料，该热膨胀材料从这些材料中选择在膨胀后并且在一1(TC至+ 4(TC 之间的温度下，在0至500HZ的频率范围内，这些材料的杨氏储能模量E' 在0.1MPa至1000MPa之间，损耗模量E〃优选在0.5至1之间，损耗因子 大于0.3 (优选大于l)，剪切储能模量G'优选在O.lMPa和500MPa之间。附图说明图1为根据本专利技术在热膨胀材料膨胀前的耗散振动波的挡板的第一实 施例的示意性透视图2为图1中的耗散振动波的挡板在热膨胀材料膨胀后的示意性透视图3为图1中的耗散振动波的挡板在插入结构元件后的示意性透视图； 图4为图3中的耗散振动波的挡板在热膨胀材料膨胀后的示意性透视图5为示出了三条曲线的曲线图，分别表示了车身内作为频率的函数 的结构传递噪音的变化。具体实施例方式如前所述，用于与框架结合的热膨胀材料从这些材料中选择的在膨胀后并且在一10。C至+ 4(TC的温度下，在0至500Hz的频率范围内，这些 材料的杨氏储能模量E'在O.lMPa至1000MPa之间，优选损耗模量E〃在0.5至1之间，损耗因子大于0.3 (优选大于1)，优选剪切储能模量G' 为O.lMPa至500MPa。杨氏储能模量(E')定义为材料的比例极限下的拉伸应力与拉伸应变 之比。剪切储能模量G'定义为比例极限内的剪切应力与剪切应变之比并 作为弹性地存储在材料内的等效能量的测量标准。对于拉压中的阻尼，损 耗因子(有时也作为结构固有阻尼或损耗角正切被提及)为杨氏损耗模量 E与杨氏储能模量E'之比。对于剪切中的阻尼，损耗因子为剪切损耗模 量G〃与剪切储能模量G'之比。这些数值可以通过材料的动态力学分析 (DMA)容易地确定，在本专利技术的上下文中，该材料为膨胀后的热膨胀材 料。如本领域所熟知，动态力学分析可以通过间接方法或通过直接方法来 完成，其中在间接方法中材料的特点被表现在框架上(Oberst的梁试验)， 在直接方法中被测样品仅由被表现的材料制成(粘弹分析仪)。本专利技术中选择使用的框架具有一内表面和一外表面。该框架在横截面 上的形状应为多边形。优选地，框架的横截面形状具有至少三个为直线和/ 或弧线的边。在一个实施例中，该框架在一边敞开或部分敞开，但是在另 一实施例中，框架的横截面形状是封闭的。例如，框架的横截面可以具有 从包括矩形、正方形、五边形、六边形、U形或D形的组合中选择的形状。 框架各个边的长度可以相等或不同，其长度一般根据耗散振动波的挡板要 插入的结构元件的内部尺寸或周围放置耗散振动波的挡板的结构元件的外 部尺寸来选择。该框架可以完全中空，但是在一些实施例中，可以具有一 个或多个内部元件，例如支柱、肋、横壁等等。框架可以在面向中空结构 元件的底部表面或边缘上设有小垂片、支架或其它突出部，耗散振动波的 挡板插入该中空结构元件内。这些突出部被设置成用于支持该表面或边本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耗散振动波的挡板，该挡板包括具有内表面和外表面的框架，其特征在于，包括热膨胀材料的涂层存在于所述内表面或所述外表面的至少一个表面上，其中，在膨胀后和在－１０℃至＋４０℃之间的温度下，在０至５００Ｈｚ的频率范围内，所述热膨胀材料的杨氏储能模量Ｅ′在０．１ＭＰａ至１０００ＭＰａ之间，损耗因子大于０．３。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2005-10-6 05292082.41.一种耗散振动波的挡板，该挡板包括具有内表面和外表面的框架，其特征在于，包括热膨胀材料的涂层存在于所述内表面或所述外表面的至少一个表面上，其中，在膨胀后和在-10℃至+40℃之间的温度下，在0至500Hz的频率范围内，所述热膨胀材料的杨氏储能模量E′在0.1MPa至1000MPa之间，损耗因子大于0.3。2. 如权利要求1所述的耗散振动波的挡板，其特征在于，所述框架具 有多边形的横截面。3. 如权利要求1所述的耗散振动波的挡板，其特征在于，所述热膨胀 材料包括至少一种热塑性弹性体，至少一种非弹性体的热塑性材料，至少 一种稳定剂或抗氧化剂，至少一种发泡剂以及至少一种硬化剂。4. 如权利要求1所述的耗散振动波的挡板，其特征在于，在膨胀后， 在0至500Hz的频率范围内，在一10C至+ 4(TC之间的温度下，所述热膨 胀材料的损耗因子大于1。5. 如权利要求l所述的耗散振动波的挡板，其特征在于，所述框架由 金属组成。6. 如权利要求1所述的耗散振动波的挡板，其特征在于，所述框架由 热塑性合成材料组成。7. 如权利要求1所述的耗散振动波的挡板，其特征在于，所述框架具 有矩形横截面。8. 如权利要求l所述的耗散振动波的挡板，其特征在于，所述框架具 有U形横截面。9. 如权利要求1所述的耗散振动波的挡板，其特征在于，所述热膨胀材料包括按重量为25%至70%的至少一种热塑性弹性体；按重量为15%至40 %的至少一种非弹性体的热塑性材料；按重量为0.01%至2°%的至少一种稳定剂或抗氧化剂；按重量为2。％至15%的至少一种发泡剂；按重量为0.5%至4%的至少一种硬化剂；选择地，按重量为0.5%至2%的至少一种烯烃不饱和单体；选择地，按重量为至多10%的至少一种增粘树脂； 选择地，按重量为至多5%的至少一种增塑剂； 选择地，按重量为至多10%的至少一种蜡；选择地，按重量为至多3%的至少一种用于发泡剂的活化剂； 选择地，至少一种填充剂；所述百分数为热膨胀材料的总重量的重量百分数。10. 如权利要求1所述的耗散振动波的挡板，其特征在于，在膨胀后，在0至500Hz的频率范围内，在一10。C至+ 40。C之间的温度下，所述热膨 胀材料的剪切储能模量G'为O.lMPa至500MPa。11. 如权利要求1所述的耗散振动波的挡板，其特征在于，所述热膨胀材料包括a) 按重量为35%至55%的至少一种热塑性弹性体，其选自由热塑性 聚氨酯、苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物、氢化的苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物、苯 乙烯/异戊二烯嵌段共聚物及氢化的...

【专利技术属性】
技术研发人员：让吕克沃日托维基，洛朗塔里，西尔维安热尔姆，
申请(专利权)人：汉高两合股份公司，标致雪铁龙汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]