Geräusche, Schwingungen und Rauigkeit

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Viele Produkte erzeugen unerwünschte Geräusche und Schwingungen unter normalen Betriebsbedingungen. Diese übermäßigen Geräusche und Schwingungen, auch unter der Bezeichnung NVH (Noise, Vibration and Harshness) bekannt, werden oft als schlechte Qualität interpretiert und können zu einer negativen Wahrnehmung der Verbraucher führen. Sie können auch die gewünschte Leistung des Geräts beeinträchtigen und beschleunigten Verschleiß, eine verminderte Effizienz und in Extremfällen eine kürzere Produktlebensdauer infolge eines mechanischen Versagens verursachen. Die Kontrolle dieser NVH-Problematik erfordert oft eine Vielzahl von zusätzlichen Maßnahmen an der Produktstruktur mit dem Ziel, die Geräuschübertragung zu absorbieren oder zu unterbrechen, die Übertragung von Schwingungen zwischen Komponenten zu isolieren und übermäßige Schwingungen durch Reduzierung des Resonanzverhaltens der Struktur mithilfe von Lösungen wie akustische Absorption, Schwingungsdämpfung und Stoßdämpfung zu dämpfen.


Boyd bietet eine breite Palette von bereits bei Kunden im Einsatz befindlichen Lösungen an, unter Verwendung von hoch technischen Materialien, die an die spezifische Anwendung angepasst sind. Das Design und Material der anzuwendenden Maßnahmen erfolgt basierend auf dem fundierten Verständnis der Struktur selbst, der Dynamik, der die NVH-Problematik zugrunde liegt, sowie den zu erfüllenden Umweltanforderungen.


DÄMPFER: Die Schwingungsdämpfung von Strukturen kann auf viele verschiedene Weisen erfolgen und wird hauptsächlich angewendet, um das übermäßige Resonanzverhalten zu reduzieren. Die am meisten verwendete Art ist materialbasierte Dämpfung, indem viskoelastisches Material (VEM) auf Scherung oder Zug/Druck belastet wird. Die Leistung wird durch die Auswahl eines VEM mit maximalem Verlustfaktor im gewünschten Temperatur- und Frequenzbereich sowie einem Steifigkeitsbereich, dass die Formänderungsenergie im Dämpfungselement maximiert, optimiert. Ein Dämpfer mit untereinander verbundenen Lagen kombiniert einen steifen, begrenzenden Dämpfer mit einer dünnen Dämpfungslage, um zyklische Scherbelastungen im VEM zu erzeugen. Ein Dämpfer mit nicht untereinander verbundenen Lagen wird zwischen zwei zueinander beweglichen Komponenten eingesetzt, sodass die zyklische Belastung auf die Isolationsplatte oder das Bindeglied übertragen wird, die die Komponenten bei Zug/Druck verbindet. Schwingungsdämpfung erfordert eine Optimierung anhand von Materialauswahl, Design und Anordnung der Maßnahme, um gute Ergebnisse zu erzielen.


DÄMPFER/GRENZSCHICHTEN: Bei Bedingungen mit übermäßiger Geräuschentwicklung besteht eine übliche Gegenmaßnahme darin, die Geräuschquelle mit akustischem Dämmmaterial einzuhausen, um das Geräuschniveau zu reduzieren, bevor es an den Empfänger übertragen wird. Oftmals wird eine Grenzschicht mit hoher Dichte eingesetzt, um die Geräuschübertragung durch das Gehäuse zu reduzieren. Bei diesen Dämpfern und Gehäusen handelt es sich oft um gestanzte Elemente, die auf Maß zugeschnitten und mit druckempfindlichem Klebstoff für den Einbau versehen sind. Designparameter wie Schaumtyp, Dicke und auf dem Schaum laminierte Deckfolien werden angepasst, um eine gute akustische Dämpfung im gewünschten Frequenzbereich zu erzielen. Die gleichen Materialien können eingesetzt werden, um Luftstromkanäle zu erzeugen, die das Geräusch an geeignete Bereiche leiten oder es durch einen langen und verwinkelten Kanal zwingen, um die akustische Absorption oder Stoßdämpfung zu erhöhen.


ISOLATOREN: Eine häufig angewendete Methode zur Minderung von Schwingungsübertragung ist der Einsatz von konformem Material, dass die Schwingungen isoliert und von der Struktur entkoppelt. Diese isolierenden Materialien werden in viele verschiedene Formen umgewandelt: von gestanzten Isolationsdämpfern, Tüllen, Stoßfänger oder Dämpfern zu geformten Kautschukkomponenten. Der Isolator wird so konform wie möglich und mit optimaler Dämpfung ausgewählt, um eine unerwünschte Verstärkung von Starrkörperschwingungsformen des Isolationssystems zu kontrollieren und gleichzeitig die Isolationsleistung zu maximieren.

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Lösungen

  • Maßnahmendesign und -optimierung
  • Testen der Eigenschaften des Dämpfungsmaterials
  • Testen des akustischen Absorptionskoeffizienten
  • Bewertung der Maßnahmen auf Produktebene
  • Messwerkzeuge für Geräusche und Schwingungen
  • Unterstützung CAD-Design
  • Schnelle Prototypenherstellung
  • Nach UL94 zugelassene/RoHS-konforme Materialoptionen

Materialien

  • Offen-zellige Schäume: Polyester und Polyurethane auf Polyester-Basis, Polyamide, Polyethylen, Melamin, PVDF
  • Fester und geschäumter Kautschuk: EPDM, Butyl, Neopren, Nitril, TPE, Silikon
  • Klebstoffe für Dämpfer: druckempfindliche Acryl- und kautschukbasierte Klebstoffe (PSA), wärmeaktivierte Klebstoffe, Silikon-PSA
  • Verdichtete Materialien: gefüllter PVC, mastizierter Kautschuk
  • Synthetisches Gewebe, rostfreier Stahl oder Gitternetz-/Maschendrahtfilter aus gesintertem Metall
  • Geprägte Metalldämpfer

Marktgängige Anwendungen:

  • Schwingungsdämpfende Dichtungspackungen
  • Festplattendämpfer, HDD-Arm-Dämpfer
  • Dämpfungsvorrichtungen mit untereinander/nicht untereinander verbundenen Lagen
  • Akustische Absorptionsvorrichtungen
  • Akustische Grenzschichten und Gehäuse
  • Gestanzte Isolationstüllen und Dichtungspackungen
  • Geformte Isolationstüllen, O-Ringe aus Kautschuk und kundenspezifische Kautschukkomponenten
  • Luftstromführungen, verwinkelte Kanäle
  • Akustisches Geflecht aus Kunststoff oder Metall (akustisch transparent oder mit kontrollierter Impedanz).
  • Gedämpfte, laminierte Metallsubkomponenten
  • Abgestimmte Schwingungsdämpfer und dynamische Absorber
  • Kundespezifische Vorrichtungen mit Doppelfunktion (z. B. Dämpfer mit miteinander verbundenen Lagen + EMI-Abschirmung + Stoßdämpfer + Wärmeverteiler usw.)

Anwendungsbereiche

Luft- und Raumfahrt
Fahrzeugbau
Nutzfahrzeuge
Verbraucherelektronik
Unternehmenselektronik