DE69412889T2

DE69412889T2 - Vorrichtung zur Dämpfung von Vibrationen und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE69412889T2
Application number: DE69412889T
Authority: DE
Inventors: Sunao Aichi-Ken Ichihara; Shyuichi Ikoma-Gun Nara-Ken Ishiwa; Takahiro Yokohama-Shi Kanagawa-Ken Niwa; Katsunori Aichi-Ken Ueda; Kunihiko Kawagoe-Shi Saitama-Ken Yano
Original assignee: Nichias Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Nichias Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-04-05
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1999-05-12
Anticipated expiration: 2014-04-01
Also published as: JP3672330B2; EP0619441A1; JPH06341488A; US5489180A; EP0619441B1; DE69412889D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen schwingungsdämpfenden Körper, der für eine bei einem Klemmbolzen in einer Maschine, in einem Gerät u. s. w. oder bei einem mit einer Presse hergestellten Körper, wie einer Ölwanne, einer Lüftungsablenkplatte u. s. w. in einem Kraftfahrzeug verwendete Unterlegscheibe geeignet ist und auf ein Verfahren zur Herstellung desselben.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Vor kurzem wurde ein im weiten Sinn gemeint schalldämmender Werkstoff nicht nur in Kraftfahrzeugen, aber auch in einer Anzahl von Gebieten, wie elektrischen Haushaltsgeräten und Bauwerkstoffen verwendet. Er spielt eine wichtige Rolle, um Geräusche abzuschwächen, was ein großes soziales Problem bildet.
Geräusche werden im allgemeinen in derartiger Weise erzeugt, daß verschiedene Arten von durch Bewegungen in verschiedenen Gattungen von sie verursachenden Maschinen und Apparaten erzeugten Schwingungen auf andere Glieder übertragen werden, mit diesen resonanzartig mitschwingen und durch diese als Geräusche ausgestrahlt werden. Schwingungsisolierende Werkstoffe werden verwendet, um diese Übertragung von Schwingungen auf andere Glieder zu verhindern (Schwingungsisolierung).
Die oben beschriebenen schwingungsisolierenden Werkstoffe werden grob in eine Gruppe von Wendelfedern und in eine andere Gruppe von schwingungsisolierenden Gummis eingeordnet. Wendelfedern werden verwendet, um den Schwingungspegel durch Veränderung der Eigenschwingungsfrequenz herabzusetzen, um die Resonanz mit einer eine Gegenstandsfrequenz aufweisenden Schwingung zu vermeiden, während schwingungsisolierende Gummis Schwingungen hauptsächlich durch innere Reibung innerhalb eines aus Gummi hergestellten viskoelastischen Körper zu schwächen, um als Ergebnis Schwingungen zu dämpfen.
Unter den oben beschriebenen schwingungsisolierenden Werkstoffen werden im allgemeinen schwingungsisolierende Gummis zur Schwingungsisolierung in einem breiten Frequenzbereich verwendet. Insbesondere wird eine in der Gestalt einer Unterlegscheibe gebildete schwingungsisolierende Unterlegscheibe oft in einem mittels eines Schraubenbolzens gebundenen Teil verwendet, mit dem Zweck, um zu verhindern, daß Kraftmaschinenschwingungen in einem Kraftfahrzeug u. s. w. auf ein anderes Glied, wie einen Zylinderkopfdeckel, eine Ölwanne u. s. w. über einen Spannbolzen u. s. w. übertragen und als Geräusch ausgestrahlt werden.
Übliche schwingungsdämmende Unterlegschreiben werden hauptsächlich aus Gummi geformten Körpern hergestellt und ferner im Zusatz zu diesen werden verschiedene Baugebilden, wie eine allein aus Gummi hergestellte Unterlegscheibe, eine Unterlegscheibe, in welcher Metallplatten an der oberen und unteren Fläche eines einfachen Gummikörpers durch Vulkanisierungsbindekraft angehaftet werden, u. s. w., verwendet, je nach dem Verwendungsgebiet.
Insbesondere bei dem Zylinderkopfdeckel einer Kraftmaschine wird eine schwingungsdämmende Unterlegscheibe, in welcher ein Metallträger an einer Fläche eines Gummistückes durch Vulkanisationsbindekraft angehaftet wird, weitgehend verwendet. Eines der wichtigsten Merkmale dieser Gattung von schwingungsisolierenden Gummis besteht darin, daß nicht nur die Abart und die Gestaltung derselben je nach dem Verwendungsgebiet willkürlich gewählt werden kann, aber auch die Schwingungsisolierungsfähigkeit frei ausgelegt werden kann. Diese Bauart von Schwingungsunterlegscheiben hat jedoch folgende Nachteile.
Die Leistungsfähigkeit einer schwingungsdämmenden aus Gummi geformten Unterlegscheibe mit Metallträger hängt bedeutend von Eigenschaften, die der Gummi hat (Härte, Zugfestigkeit, Zusammendrücken und Rückgewinnung, bleibende Zusammendrückungsverformung u. s. w.) und ferner von Wärmefestigkeitseigenschaften desselben, sowie von anderen Widerstandsfähigkeiten gegenüber Umgebungen ab, damit sie beständige Schwingungsisolierungs- und andere erforderliche Eigenschaften aufweisen kann. Im allgemeinen glaubt man, daß diese Änderungen unvermeidbar sind.
Aus diesem Grund, obwohl sie ohne irgendwelche Schwierigkeit für ein Verwendungsgebiet, wo keine große Last an sie angelegt wird, in dem Fall, wo sie in einer Umgebung verwendet wird, wo sie als schwingungsdämmende Unterlegscheibe für den Zylinderkopfdeckel einer Kraftmaschine in einem Kraftfahrzeug einer Wärmelast unterworfen wird, löst sich ein Bolzen durch Kriechen des Gummis und die schwingungsisolierende Wirkung geht verloren. Außerdem in dem Fall, wo eine Dichtung u. s. w. zusammengedrückt wird, um ein Ausströmen von Motoröl u. s. w. zu vermeiden, wird in dem schlimmsten Fall die Abdichtungseigenschaft herabgesetzt, so daß Flüßigkeit nach außen entweicht oder der Bolzen sich lockert, was ein ernstes Problem verursachen kann.
Abgesehen davon, beim Anziehen des Bolzens, da der Berührungswiderstand zwischen dem Gummi und einer Sitzfläche groß ist, wird der Gummi verwindet oder der Reibbeiwert wird gesteigert und somit kann das Drehmoment an dem Bolzen nicht genau überprüft werden. Deshalb kann keine erforderliche Last (Kraft) gewährleistet werden oder der Bolzen wird mit einer unnötig großen Kraft in Erwartung desselben befestigt. Als Ergebnis wird der Metallträger mit der Sitzfläche in Berührung gebracht, woduch ein Problem dadurch entsteht, daß die Schwingungsisolierung verloren geht u. s. w.
Ferner, da die meisten Unterlegscheiben große ausgesetzte Gummiseitenflächen haben, um die Schwingungsisolierung zu verbessern und da die Verformung des Gummis bemerkenswert ist, können Probleme dadurch entstehen, daß die Höhe des angezogenen Bolzens unbeständig ist; daß der Gummi wegen einer Befestigung mit zu großer Kraft zerdrückt wird, daß er veranlaßt wird, einem Angriff durch verschiedene Öle, Salzwasser u. s. w. unterworfen zu werden.
Gemäß dem Gebrauchsmuster JP-A-Sho 57-83254 wird ein Aufbau geschaffen, in welchem eine Vielzahl von Rohstofffolien, in jeder derselben eine viskoelastische Gummischicht an einer tellerförmigen Metallplatte angehaftet wird, aneinander geschichtet werden, um die Schwingungsdämmungswirkung und eine dauerhafte Krichswiderstandseigenschaft zu verbessern. Jedoch kann nicht nur dieser ersonnene Aufbau keine Schwingungsisolierungswirkung aufweisen, wegen der später gemäß der vorliegenden Erfindung angeführten Verlängerung und Verwicklung des Schwingungsübertragungsweges, aber auch, da verschiedene geschichtete Folien sich während der Befestigung frei bewegen, wird eine unnötige Reibung an den Grenzflächen von Gummi/Gummi und Gummi/Metall erzeugt, wodurch ein Nachteil dadurch entsteht, daß die Oberfläche des Gummis abgenutzt oder abgeschält wird.
Ferner, gemäss JP-A-Sho 60-81111 wird ein Aufbau vorgeschlagen, bei welchem die Schwingungsdämpfungswirkung aufweisende Gummischichten und zwei oder drei Metallplatten (oder schwingungsdämpfende Legierungsplatten) wechselweise geschichtet und zusammengehaftet werden. Jedoch sind keine Maßnahmen gegen Verwindung des Gummis beim Anziehen des Bolzens darin gefunden und es wird auch Probleme, wie Schälen, Bruch u. s. w. hingewiesen.
Gemäß EP-A-0 510 974 wird ein anderer schwingungsdämpfender Werkstoff offenbart, mit einer Vielzahl von viskoelastischen Gummischichten und Klebstoffschichten, die zwischen zwei Eisenplatten sandwichartig wechselweise angeordnet sind. Diese Elemente werden in Reihenfolge aufeinandergelegt und durch Schmelzen des Klebstoffes zusammengehaftet, um einen Schichstoff zu bilden.
Probleme bei einem gepreßten Aufbau, wie einer Ölwanne, einer Lüftungsablenkplatte u. s. w. für ein Kraftfahrzeug werden jetzt beschrieben werden.
Bis jetzt, um einem gepreßten Aufbau, wie einer Ölwanne, einer Lüftungsablenkplatte u. s. w. für ein Kraftfahrzeug eine schwingungsdämpfende Eigenschaft zu verleihen, ist es bekannt, daß ein durch Anordnung einer aus Gummi, Harz u. s. w. gefertigten makromolaren viskoelastischen Schicht zwischen zwei Metallplatten gemäß einer Sandwichgestaltung gebildetes schwingungsdämpfendes Glied selber als ein gepreßter Aufbau, der formgepreßt wird, verwendet wird oder eine aus Gummi, Kunstharz u. s. w. hergestellte makromolekulare viskoelastische Schicht an einer der Innenfläche oder der Aussenfläche des Aufbaues aufgetragen wird, um eine schwingungsdämpfende Eigenschaft zu erzielen.
Ferner, bei dem oben beschriebenen gepreßten Aufbau gibt es viele Fälle, wo eine Abdichtungsfunktion zusammen mit diesem erfordert wird, um Öllecken etc. aus dem Aufbau zu vermeiden. Der erstere hat den Vorteil, daß die Abdichtungs-und die schwingungsdämpfende Funktion durch Verwendung der Abdichtungsfunktion der makromolekularen viskoelastischen Schicht an der Oberfläche zusammen verwendet werden können, während der letztere ein getrenntes Abdichtungsglied, wie eine Dichtung etc. erfordert.
Es ist unbedingt notwendig, bei der für das Verwendungsgebiet oben beschriebenen Schwingungsisolierungsunterlegscheibe, wo Zuverläßigkeit als Bestandteil einer Kraftmaschine in einem Kraftfahrzeug als wichtig betrachtet wird, nicht nur eine große Schwingungsisolierungseigenschaft, aber auch verschiedene Eigenschaften, wie Kriechwiderstand, ursprüngliche Anziehungseigenschaften (Befestigungsleichtheit, Drehmomentübertragbarkeit, Verwendungswiderstand), Widerstand gegen Umgebung etc. aufzuweisen und die Schaffung einer diese Bedingungen in zufriedenstellender Weise ausfüllenden Schwingungsisolierungsunterlegscheibe begehrt wird.
Andererseits bei dem wie oben beschriebenen gepreßten Aufbau, wie einer Ölwanne, einer Belüftungsablenkplatte für ein Kraftfahrzeug, einem belüftungsdämpfenden Aufhau, bei welchem eine makromolekulare viskoelastische Schicht zwischen zwei Metallplatten (gespannter Dämpfungsstoff), ist ein Nachteil dadurch vorhanden, daß der Aufwand hinsichtlich der Herstellung groß ist, obwohl er einen großen Verlustfaktor aufweist. Außerdem in dem Fall, wo der gespannte schwingungsdämpfende Aufbau eine Abdichtungseigenschaft aufweisen würde, erfordert er eine getrennte Dichtung.
Im Gegenteil, bei einem schwingungsdämpfenden Aufbau, in welchem eine makromolekulare viskoelastische Schicht an einer der oberen und der hinteren Fläche einer Metallplatte (nicht gespanntem Dämpfungsstoff) angeordnet wird, werden Erzeugnisse, die eine Abdichtungsfunktion durch Verwendung der an der oberen Fläche angeordneten makromolekularen viskoelastischen Schicht haben, weitgehend verwendet. Er hat jedoch einen niedrigen Verlustfaktor und die schwingungsdämpfende Wirkung desselben ist ziemlich niedriger als diejenige des gespannten Dämpfungsstoffes.

ZIEL DER ERFINDUNG

Ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen schwingungsdämpfenden Aufbau, der gleichzeitig sämtlichen schwingungsisolierenden Eigenschaften in einer schwer belasteten Umgebung, der Kriechwiderstandseigenschaft (Zerdrückungswiderstandseigenschaft, dauerhaften Kriechwiderstandseigenschaft), den ursprünglichen Anziehungseigenschaften (Anziehungsleichtigkeit, Drehmomentübertragungsfähigkeit, Verwindungsfestigkeit) und der Umgebungswiderstandseigenschaft (Öl, Salzwasser), in dem Fall, wo er an eine Schwingungsisolierungsunterlegscheibe angewandt wird, genügt, und ein Verfahren zur Herstellung desselben zu schaffen.
Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen schwingungsdämpfenden Aufbau zu schaffen, der fähig ist, einem nicht gespannten Dämpfungsstoff eine gezwungene schwingungsdämpfende Funktion zu verleihen, in dem Fall, wo er an einen gepreßten Aufhau, wie einer Ölwanne, einer Belüftungsablenkplatte für ein Kraftfahrzeug angewandt wird und der zusätzlich eine schwingungsdämpfende Wirkung in einem breiten Temperaturbereich aufweisen kann, was man nicht im Stande war, mit einer gespannten Dämpfungsstahlplatte der früheren Technik zu erzielen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein schwingungsdämpfender Körper und ein Verfahren zur Herstellung eines schwingungsdämpfenden Körpers gemäß der Erfindung werden in den Ansprüchen 1, 10 und 12 bestimmt.
Ein schwingungsdämpfender Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung wird hergestellt, indem man eine Kombination eines steifen Körpers mit einem Rohstoff, mit einer an einer Fläche des steifen Körpers gebildeten makromolekularen viskoelastischen Schicht oder zwei an zwei Flächen des steifen Körpers gebildeten solchen Schichten oder eine Kombination von derartigen solche Kombinationen aufweisenden Rohstoffen, geschichteten Gliedern verwendet und sie zu einem Körper durch Punktverbindung ausbildet.
In dem Fall, wo ein schwingungsdämpfender Körper für eine Schwingungsisolierungsunterlegscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, werden Rohstoffe, in jedem derwelchen eine viskoelastische Gummischicht oder derartige Schichten an einer Fläche oder zwei Flächen einer Metallplatte angeordnet ist oder sind, verwendet, welche Rohstoffe aufeinander geschichtet sind, so daß viskoelastische Gummischichten einander gegenüberliegen und aneinander angehaftet sind, um einen geschichteten Körper zu bilden; derartig erhaltene geschichtete Körper oder geschichtete Körper und Rohstoffe werden aufeinandergeschichtet, um einen Schichtaufbau zu bilden und zu einem Körper durch Punktverbindung mittels einer Vielzahl von in der Richtung der Dicke desselben aussgeschnittenen und erhabenen Klinken mechanisch zu verstemmen.
In dem Fall, wo ein schwingungsdämpfender Körper für einen gepreßten Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, wird eine makromolekulare viskoelastische Schicht an einer Grundplatte, die ein steifer Körper ist, durch Anhaftung gebildet und ein plattenförmiges Glied, das ein steifer Körper ist, wird auf der Oberfläche dieser makromolekularen viskoelastischen Schicht aufgeschichtet, welches plattenförmige Glied mit der Grundplatte durch Punktverbindung verbunden ist.
In dem Fall, wo der schwingungsdämpfende Körper an eine schwingungsdämpfende Unterlegscheibe angewandt wird, trotz der Tatsache, daß sie dünner als ein schwingungsdämpfender Gummi der früheren Technik ist und eine große Steifigkeit aufweist, ist es möglich, nicht nur eine größere schwingungsdämpfende und schalldämmende Eigenschaft, als diejenige des schwingungsdämpfenden Gummis der früheren Technik, sondern auch eine gute beständige Anziehungseigenschaft zu erzielen. Ferner ist es möglich, eine kleine ausgesetzte Fläche der aus Gummi etc. hergestellten makromolekularen viskoelastischen Schicht zu erzielen und kann sie somit eine ausgezeichnete Umgebungswiderstandseigenschaft aufweisen.
Andererseits in dem Fall, wo der oben beschriebene schwingungsdämpfende Körper an einen gepreßten Aufbau, wie einer Ölwanne, einer Belüftungsablenkplatte für ein Kraftfahrzeug angewandt wird, kann die schwingungsdämpfende Wirkung desselben in einem breiten Temperaturbereich bestehen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Fig. 1A ist eine schaubildliche Ansicht einer den Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung schöpfungsweise zeigenden Schwingungsisolierungunterlegscheibe;
Die Figur iß ist eine Seitenteilansicht, um einen Grundbestandteil der auf der Fig. 1A angegebenen Schwingungsisolierungsunterlegscheibe zu erläutern;
Die Fig. 1C ist eine einen Zustand darstellende Seitenteilansicht, bei welchem die Schwingungsisolierungsunterlegscheibe zu einem Körper mit dem Grundbestandteil mittels ausgeschnittenen und erhabenen Klinken verbunden ist;
Die Fig. 2 ist eine explodierte schaubildliche Ansicht, die zeigt, wie die oben angegebene Schwingungsisolierungsunterlegscheibe durch Schichtung hergestellt wird;
Die Fig. 3 ist ein Schaubild zur Erläuterung der schwingungsdämpfenden Funktion eines gespannten Dämpfungsstoffes;
Die Fig. 4 ist ein Schaubild zur Erläuterung der schwingungsdämpfenden Funktion eines nicht gespannten Dämpfungsstoffes;
Die Fig. 5A und 5B sind Schaubilder zur Erläuterung des Schwingungsübertragungsweges zwischen verschiedenen Grundbestandteilen in der Schwingungsisolierungsunterlegscheibe, wobei die Fig. 5A eine Seitenteilansicht dafür ist, wobei die Fig. 5B eine Draufsicht dafür ist;
Die Fig. 6A bis 6F sind Draufsichten von Schwingungsisolierungsunterlegscheiben, die Beispiele von verschiedenen Arten der Ausschnittrichtung und der Stellung von ausgeschnittenen und erhabenen Klinken zeigen;
Die Fig. 7A bis 7D sind Seitenansichten von Beispiele von verschiedenen Arten von Gebilden von den ausgeschnittenen und erhabenen Klinken zeigenden schwingungsisolierenden Unterlegscheiben;
Die Fig. 8 ist eine Seitenansicht eines die schwingungsisolierende Unterlegscheibe bildenden Grundbestandteiles;
Die Fig. 9 ist eine Seitenansicht eines eine schwingungsisolierende Unterlegscheibe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildenden Grundbestandteiles;
Die Fig. 10 ist eine Seitenansicht eines eine Schwingungsisolierungsunterlegscheibe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildenden Grundbestandteiles;
Die Fig. 11 ist eine Seitenansicht eines eine schwingungsisolierende Unterlegscheibe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildenden Grundbestandteiles;
Die Fig. 12 ist eine Seitenansicht eines eine schwingungsdämmende Unterlegscheibe gemäß einem ersten Beispiel zum Vergleich bildenden Grundbestandteiles;
Die Fig. 13 ist eine Seitenansicht eines eine schwingungsisolierende Unterlegscheibe gemäß einem zweiten Beispiel zum Vergleich bildenden Grundbestandteiles;
Die Fig. 14 ist eine Seitenansicht eines eine schwingungsisolierende Unterlegscheibe gemäß einem dritten Beispiel zum Vergleich bildenden Grundbestandteiles;
Die Fig. 15 ist ein schwingungsisolierende-schalldämmende Eigenschaften der schwingungsisolierenden Unterlegscheiben gemäß den Ausführungsformen (1) bis (3) zeigendes Diagramm;
Die Fig. 16 ist ein schwingungsisolierende-schalldämmende Eigenschaften der schwingungsisolierenden Unterlegscheiben gemäß der Ausführungsform (1) und dem Vergleichsbeispiel (1) zeigendes Diagramm;
Die Fig. 17 ist ein schwingungsisolierende-schalldämmende Eigenschaften der schwingungsisolierenden Unterlegscheiben gemäß der Ausführungsform (2) und dem Vergleichsbeispiel (2) zeigendes Diagramm;
Die Fig. 18 ist ein schwingungsisolierende-schalldämmende Eigenschaften der schwingungsisolierenden Unterlegscheiben gemäß der Ausführungsform (2) und dem Vergleichsbeispiel (3) zeigendes Diagramm;
Die Fig. 19 ist ein beständige Anziehungseigenschaften der schwingungsisolierenden Unterlegscheiben gemäß den Ausführungsformen (1) bis (3) und den Vergleichsbeispielen (1) bis (3) zeigendes Diagramm;
Die Fig. 20 ist ein einen Teil der Fig. 19 vergrößerndes Diagramm;
Die Fig. 21 ist ein Zusammendrückungsverformungen der schwingungsisolierenden Unterlegscheiben gemäß den Ausführungsformen (1) bis (3) und den Vergleichsbeispielen (1) bis (3) zeigendes Diagramm;
Die Fig. 22 ist ein einen Teil der Fig. 21 vergrößerndes Diagramm;
Die Fig. 23 ist eine schaubildliche Ansicht eines Teiles eines eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellenden gepreßten Aufbaues;
Die Fig. 24A bis 24H sind Beispiele von verschiedenen Arten von Punktverbindungen zeigenden vergrößerten Schnittansichten; wobei die Fig. 24A eine Nietverbindung; die Fig. 24B eine Schraubverbindung; die Fig. 24C eine Ösenverbindung; die Fig. 24D eine Schweißverbindung; die Fig. 24E eine Verstellungsverbindung und die Fig. 24F, 24 G und 24H Nietverbindungen in anderen verschiedenen gepreßten Aufbauten zeigen;
Die Fig. 25 ist eine Draufsicht einer Probe für Messungen eines schwingungsdämpfenden Körpers;
Die Fig. 26 ist ein den Aufbau eines Meßgerätes für einen schwingungsdämpfenden Körper darstellendes Schaubild;
Die Fig. 27 ist ein den Verlustfaktor in einer gemessenen Ausführungsform zeigendes Diagramm; und
Die Fig. 28 ist ein die gemessene Ausführungsform und ein gemessenes Beispiel zum Vergleich hinsichtlich des Verlustfaktors vergleichendes Diagramm.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

Ein Beispiel, bei welchem die vorliegende Erfindung an eine schwingungsisolierende Unterlegscheibe angewandt ist, wird hierunten erläutert werden.
Auf den Fig. 1A bis 1C und 2 bezeichnen a&sub1; und b&sub1; Grundbestandteile einer schwingungsisolierenden Unterlegscheibe und die Bezugsziffer 1 ist eine Metallplatte; 2 ist eine viskoelastische Gummischicht und 3 ist eine Klebstoffschicht. Der Grundbestandteil a&sub1; wird durch Anhaften von Rohstoffen hergestellt, von denen jeder an zwei Flächen der Metallplatte 1 angeordnete, miteinander durch die Klebstoffschicht 3 verbundene viskoelastische Gummischichten 2 aufweist, so daß die viskoelastischen Gummischichten einander gegenüberliegen, um selber einen Aufbau einer gespannten schwingungsdämpfenden Platte aufzuweisen. Der Grundbestandteil b&sub1; weist eine Metallplatte 1 auf, an deren einen Seite die viskoelastische Gummischicht 2 gebildet ist, um selber einen Aufbau eines nicht gespannten dämpfenden Stoffes aufzuweisen. Die Grundbestandteile b&sub1;, b&sub1; sind auf dem Grundbestandteil a&sub1; aufgeschichtet, so daß die viskoelastischen Gummischichten einander gegenüberliegen.
Eine Aluminiumplatte, eine Eisenplatte, eine Stahlplatte, eine rostfreie Stahlplatte u. s. w. können für die oben beschriebene den Rohstoff bildende Metallplatte genannt werden und eine 0,1 bis 1,0 mm dicke Platte wird dafür verwendet.
Andererseits können Akrylonitrilbutadiengummi (NBR), Styrolbutadiengummi (SBR), Naturgummi (NR), Butylgummi (IIR), Butadiengummi (BR), Isoprengummi (IR), Chloroprengummi (CR), Akrylgummi (ACM) u. s. w. für die den Rohstoff bildende viskoelastische Gummischicht genannt werden und eine Dicke von ungefähr 0,03 bis 0,50 mm wird dafür bevorzugt.
Der oben beschriebene Rohstoff kann leicht durch Bestreichen einer Fläche oder von zwei Flächen der Metallplatte mit oben beschriebenen flüßigem Gummistoff und durch Vulkanisierung des flüßigen Gummistoffes, um die viskoelastische Gummischicht zu bilden, erhalten werden..
Als Mittel um Rohestoffe einander zu haften, gibt es Mittel zu ihrem Verkleben, die einen Klebstoff, wie Polyamidharze, Harnstoffharze, Melaminharze, Phenolharze, Epoxyharze u. s. w. verwenden oder Mittel um sie zu verkleben, die einen aus einem dieser Harzstoffe hergestellten warmschmelzbaren Harzfilm verwenden. Jedoch kann das letztere Haftmittel sie zusammen verkleben und ist für Massenfertigung geeignet und kostenmäßig vorteilhafter.
Eine Vielzahl von rechteckigen ausgeschnittenen und erhabenen Klinken 4 ist in der Kreisumfangsrichtung auf dem Grundbestandteil b&sub1; in der oberen Schicht und auf dem Grundbestandteil a&sub1; in der mittleren Schicht unter den oben beschriebenen Grundbestandteilen b&sub1; - a&sub1; - b&sub1; angeordnet. Andererseits sind dieselbe Gestalt wie die oben angegebenen Klinken aufweisende rechteckige ausgeschnittene Fenster S in dem Grundbestandteil b&sub1; in der unteren Schicht gebildet. Die auf dem Grundbestandteil a&sub1; in der mittleren Schicht gebildeten Klinken greifen in die in dem Grundbestandteil b&sub1; in der unteren Schicht gebildeten ausgeschnittenen Fenster 5 ein und die auf dem Grundbestandteil b&sub1; in der oberen Schicht gebildeten Klinken greifen in die durch die auf dem Grundbestandteil a&sub1; in der mittleren Schicht entstandenen ausgeschnittenen und erhabenen Klinken 4 gebildeten Fenster ein, indem man die Grundbestandteile b&sub1; - a&sub1; - b&sub1; aufeinanderschichtet und sie in der Richtung der Dicke preßt. Alle aufeinander geschichteten Grundbestandteile b&sub1; - a&sub1; - b&sub1; sind durch Punktverbindung, wegen der Eingriffswirkung der oben beschriebenen Klinken verbunden.
In der wie oben beschrieben hergestellten schwingungsisolierenden Unterlegscheibe sind insbesondere drei unten angegebene schwingungsisolierende Mechanismen wirksam kombiniert. Das heißt, daß der Grundbestandteil a&sub1; den auf der Fig. 3 gespannten Dämpfungsaufbau hat. In diesem Aufbau wird die schwingungsdämpfende Leistung durch durch Biegeschwingung verursachte "Scherverformung" des viskoelastischen Gummistoffes dargestellt. Im Gegenteil hat der Grundbestandteil b&sub1; den auf der Fig. 4 gezeigten nicht gespannten dämpfenden Aufbau und in diesem Aufbau wird die schwingungsdämpfende Leistung durch durch Biegeschwingung erzeugte "Dehnungsverformung" des viskoelastischen Gummistoffes dargestellt.
Obwohl, wenn die gespannte und nicht gespannte Art verglichen werde, sie darin unterschiedlich sind, daß die Wirkung durch die dünnen viskoelastischen Gummischichten in der ersteren aufgewiesen wird, während eine drei oder viermal größere Dicke, als diejenige der Metallplatte, für die nicht gespannte Art erfordert wird, eine größere schwingungsdämpfende Eigenschaft mit einer zunehmenden Anzahl von Schichtungen der oben beschriebenen Grundbestandteile, i. e. mit einer zunehmenden Gesamtdicke der mit Metallplatten wechselweise geschichteten viskoelastischen Gummischichten erzielt werden kann.
Ferner in der wie oben beschrieben hergestellten schwingungsdämpfenden Unterlegscheibe sind die Grundbestandteile b&sub1;, a&sub1; und b&sub1; nicht aneinandergeklebt, sondern durch Punktverbindung verbunden und die anderen Flächen als die Punktverbindungen sind nur in Berührung, so daß eine äußerst kleine "Coulomb Reibung" an Grenzflächen zwischen verschiedenen Grundbestandteilen erzeugt wird, wenn eine Schwingung erzeugt wird. In dieser Weise wird Schwingungsenergie in Reibungshitze umgewandelt, so daß eine schwingungsabdämpfende Wirkung ebenfalls erzielt werden kann.
Noch ausserdem bei der wie oben beschrieben hergestellten schwingungsdämpfenden Unterlegscheibe, wie auf den Fig. 5A und 5B dargestellt wird, z. B. eine sich in dem Grundbestandteil, der auf der unteren Seite ist, einleitende Schwingung auf den Grundbestandteil, der an der oberen Seite ist, durch sich berührende Teile (schraffierte Teile auf der Fig. 5A) an den Seitenflächen der ausgeschnittenen und erhabenen Klinken, die in dem oberen Seitenglied gebildet sind, übertragen und somit kann die schwingungsdämpfende Wirkung durch Verlängerung und Verwicklung des Schwingungsübertragungsweges erzielt werden.
Die Fig. 6A, 6B, 6C, 6D, 6E und 6F zeigen, durch Draufsichten, verschiedene Arten von Beispielen der Richtung und der Stellung von den Ausschnitten, in dem Fall, wo die ausgeschnittenen und erhabenen Klinken 4 zur Verstemmung an den Grundbestandteilen gebildet werden, während die Fig. 7A, 7B, 7C und 7D diese gemäß Schnittansichten darstellen, wobei die Fig. 7A, 7B und 7C Beispiele des Aufbaues, wo sie an einer Seite verstemmt sind, zeigen, die Fig. 7D ein Beispiel des Aufbaues, wo es auf beiden Seiten verstemmt ist, zeigt.
Die Fig. 8 stellt bevorzugte Grundbestandteile dar. Auf der Figur ist b&sub1; ein Rohstoff, aus welchem eine viskoelastische Gummischicht 2 auf einer Fläche einer Metallplatte 1 gebildet wird und ist b&sub2; ein Rohstoff, aus welchem zwei viskoelastische Gummischichten 2 auf den beiden Seiten einer Metallplatte 1 gebildet werden, ist a&sub1; ein Mehrschichtkörper in welchem obenbeschriebene Rohstoffe b&sub2; miteinander durch eine Klebstoffschicht 3 verklebt werden; ist a&sub2; ein Mehrschichtkörper, in welchem oben beschriebene Rohstoffe b&sub1; miteinander durch eine Klebstoffschicht 3 verklebt werden; und ist a&sub3; ein Mehrschichtkörper, in welchem Rohstoffe b&sub1; und b&sub2; miteinander durch eine Klebstoffschicht 3 verklebt werden. Um die Wirkung der "Coulomb Reibung" zu steigern, wird bevorzugt, daß die Berührungsgrenzfläche bei Kombinierung dieser Grundbestandteile sich grundsätzlich aus Gummi/Gummi oder Gummi/Metall zusammensetzt.
Die Fig. 9 bis 13 zeigen, wie schwingungsisolierende Unterlegscheiben durch Kombination der auf der Fig. 8 gezeigten Grundbestandteile hergestellt werden. Punktverbindungsmittel sind jedoch auf den Figuren weggelassen worden.
Mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und Vergleichsbeispiele werden jetzt unter Bezugnahme auf den Figuren erläutert werden.

AUSFÜHRUNGSFORM (1)

Eine schwingungsisolierende Unterlegscheibe gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat einen Aufbau, bei welchem vier Grundbestandteile a&sub1; aufeinandergeschichtet und zu einem Körper durch Verwendung von vorangehend beschriebenen ausgeschnittenen und erhabenen Klinken verbunden, wie auf der Fig. 9 dargestellt.
Metallplatte 1......0,25 mm dicke Aluminiumplatte Viskoelastische Gummischicht 2...... 0,12 mm dicker Gummi der NBR Ar
Klebstoffschicht 3...... 0,03 mm dicker Klebstofffilm der Polyamidart Gesamte Dicke der Unterlegscheibe...... 4,0 mm
Gesamte Dicke des Gummis...... 1,9 mm
Anzahl von Coulomb'schen Reibungsgrenzflächen...... 3
Abmessungen der Unterlegscheibe...... Außendurchmesser: 17 mm, Innendurchmesser: 6,5 mm (für einen M6-Bolzen).
Verfahren zur Herstellung des Grundbestandteiles:
Zuerst wird eine Fläche oder werden zwei Flächen einer Metallplatte, die einer Oberflächenbehandlung unterworfen worden ist, mit einer für das Anhaften von Gummi wirksamen Appretur überzogen und reagieren gelassen. Danach wird/werden sie mit in einem Lösmittel aufgelöstem Gummi dünn und gleichmässig überzogen und einem
Vulkanisierungsvorgang bei einer vorbestimmten Temperatur unterworfen, um den Rohstoff (nicht gespannten dämpfenden Stoff) zu erhalten.
Dieser Aufbau ist in demjenigen Fall, wo er gegen entlang des Bolzens fließenden Flüßigkeit (Öl u. s. w.) durch Anordnung von Gummischichten für die ganz äußeren Schichten abgedichtet ist, nützlich.
Sodann werden zwei Stoffe, deren beiden Flächen überzogen sind, derart angeordnet, daß Gummiflächen einander gegenüberliegen und verklebt werden, indem man einen Klebstofffilm der Polyamidart dazwischen tut. Beim Haften wird eine Spannung an den beiden Enden des Klebstofffilmes der Polyamidart, nachdem man sie aufeinandergeschichtet hat, angelegt, so daß keine Nachteile, wie Kräuselungen, Ausbauchungen u. s. w. erzeugt werden und die Rohstoffe bei einer niedrigeren Temperatur, als deren Schmelzpunkt mittels einer heißen Presse miteinander verklebt werden.
Verfahren zur Verstemmungs-Punktverbindung mittels Klinken:
Rechteckige Teile werden an den Stellungen zur Verstemmung mittels Klinken nur aus den untersten Grundbestandteilen, unter den aufeinandergeschichteten Grundteilen ausgeschnitten. Bei anderen Grundbestandteilen werden drei Seiten von Rechtecken an Stellungen zur Verstemmung mittels Klinken ausgeschnitten, wobei die eine verbleibende Seite nicht ausgeschnitten gelassen wird und die Rechtecke abgehoben werden, um zu Verstemmung verwendet zu werden. Nachdem man diese derart behandelten Grundbestandteile nacheinander gemäß dem Inhalt des Aufbaues aufeinandergeschichtet hat, werden sie derart verstemmt, daß die Klinken in die betroffenen Schichten eingreifen und daß keine Lücken zwischen aneinandergrenzenden Grundbestandteilen verbleiben. Alle diese Abschneide-, Auschneide- und Abhebe- und Verstemmungsarbeiten werden durch Verwendung von Metallgesenken durchgeführt. Die Anzahl von verstemmten Stellungen ist 4. Die Anordnung derselben in einer Draufsicht wird auf der Fig. 6A angedeutet und der Aufbau wird im Schnitt auf der Fig. 7A gezeigt.

AUSFÜHRUNGSFORM (2)

Eine schwingungsisolierende Unterlegscheibe gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat einen solchen Aufbau, daß die Anzahl von Grundzwischenbestandteilen um eins in bezug auf diejenige, die in der Ausführungsform (2) beschrieben worden ist, verringert wird, wie auf der Fig. 11 angedeutet und es gibt keine andere Änderungen.

VERGLEICHSBEISPIEL (1)

Bei einer schwingungsisolierenden Unterlegscheibe gemäß dem vorliegenden Vergleichsbeispiel werden vier in der Ausführungsform (1) beschriebene Grundbestandteile a&sub1;, wie auf der Fig. 12 dargestellt, verwendet, welche mittels eines Bolzens u. s. w., in einem zu prüfenden getrennten Zustand ohne Verwendung irgendwelcher Mittel zur "Verstemmung mittels Klinken" und "Anhaftung" zusammengefügt werden. Aus diesem Grund wird besonders gesorgt, daß keine Verschiebung u. s. w. zwischen den verschiedenen Schichten erzeugt wird.

VERGLEICHSBEISPIEL (2)

Eine schwingungsisolierende Unterlegscheibe gemäß dem vorliegenden Vergleichsbeispiel wird zu einem Körper durch Verklebung der ganzen Flächen der in der Ausführungsform (2) verwendeten Grundbestandteilen b&sub1;, a&sub1; und b&sub1; hergestellt, wie auf der Fig. 13 dargestellt. Aus diesem Grund ist die Gesamtdicke derselben um die Dicke des neu verwendeten Klebstofffilmes größer als diejenige, die in der Ausführungsform (2) beschrieben worden ist. Für das Verkleben wird ein (0,03 mm dicker) Klebstofffilm der Polyamidart zwischen jedem Paar von angrenzenden Grundbestandteilen getan und werden sie bei einer niedrigeren Temperatur als deren Schmelzpunkt mittels einer heißen Presse miteinander verklebt.

VERGLEICHSBEISPIEL (3)

Eine schwingungsisolierende Unterlegscheibe gemäß dem vorliegenden Vergleichsbeispiel wird durch Formgießen eines 3,5 mm dicken Gummistückes 7 der NBR-Art und verkleben desselben mit einem 1 mm dicken aus Eisen hergestellten Träger durch Vulkanisierung und Anhaftung hergestellt, wie auf der Fig. 14 dargestellt. Diese ist eine der früher am weitgehendsten verwendeten schwingungsisolierenden Unterlegscheiben.
Diese Dicke des Gummistückes ist, unter den oben beschriebenen Ausführungsformen und Vergleichsbeispielen überwiegend groß und 1,8 mal größer als diejenige, die in der Ausführungsform (1) verwendet worden ist.
Die auf den Fig. 15. 16, 17 und 18 dargestellten Diagramme zeigen mit den Ausführungsformen (1), (2) und (3) und Vergleichsbeispielen (1), (2) und (3) erzielte schwingungsisolierende und schalldämmende Eigenschaften.

VERFAHREN ZUR MESSUNG VON SCHWINGUNGSISOLIERENDEN UND SCHALLDÄMMENDEN EIGENSCHAFTEN

Verschiedenen Drehfrequenzen der Kraftmaschine entsprechenden Schalldruckpegel werden durch Verwendung eines Prüfstandgerätes für eine Kraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gemessen.
Schwingungsisolierende Unterlegscheiben gemäß den Ausführungsformen und den Vergleichsbeispielen werden für alle durch einen Motorenzylinderkopfdeckel mit einem zu prüfenden Zylinderkopf verbindende Bolzen zusammengezogene Werkstücke verwendet.
Zuerst werden die zu prüfenden Körper an den Zylinderkopfdeckel mit einem konstanten Drehmoment fest angezogen. Sodann wird die Kraftmaschine angelassen und die Drehfrequenz um eine konstante Stufe gesteigert.
Ein gleichwertiger Schalldruckpegel wird für jede Drehfrequenz an einem sich in einer Höhe von 15 cm über dem zentralen Abschnitt des Zylinderkopfdeckels befindenden Ort mittels eines Schalldruckmessers gemessen.
Der Schalldruckpegel wird, unter spezifischer Beachtung, mit einem bei 2400-3400 U/mn gefundenen Resonanzspitzenschalldruckpegel und ferner nach Bedarf für eine charakteristische Drehfrequenz, wenn schwingungsisolierende Unterlegscheiben verwendet und der nicht verwendet werden, verglichen.
Der Resonanzschalldruckpegel beträgt 95 dB(A) in demjenigen Fall, wo keine schwingungsisolierende Unterlegscheiben verwendet werden.
Eine größere schalldämmende Wirkung kann für niedrigere Schalldruckpegel ergebende schwingungsisolierende Unterlegscheiben erwartet werden.
Drehmomentübertragungsfähigkeiten sind in dem Diagramm auf der Fig. 19 angegeben. Die Fig. 20 zeigt ein vergrössertes Diagramm eines Teiles desselben.

VERFAHREN ZUR MESSUNG VON DREHMOMENTÜBERTRAGUNGSFÄHIGKEIT

Eine Beziehung zwischen dem Drehwinkel eines Drehmomentmeßschlüßels und dem erreichbaren Drehmoment wird gemessen, wenn zu prüfende Körper an einer Aluminiumplatte, in welcher weibliche Schrauben gebildet sind, fest angezogen sind.
Hier wird die Drehmomentübertragungsfähigkeit durch Verwendung eines zur Erreichung eines Spanndrehmomentes von 100 kgf-cm erforderlichen Drehwinkels bewertet. Die Drehmomentübertragungsfähigkeit ist größer und ein beständigeres Festanziehen ist möglich, wenn dieser Wert kleiner ist.
Die Zusammendrückungsverformung, die ein Anzeichen für die dauerhafte Kriecheigenschaft ist, wird in dem Diagramm auf der Fig. 21 angegeben. Die Fig. 22 ist ein vergrößertes Diagramm eines Teiles der Fig. 21.

VERFAHREN ZUR MESSUNG DER ZUSAMMENDRUCKUNGSVERFORMUNG

Zu prüfende Körper werden an einer Aluminiumplatte, in welcher weibliche Schrauben gebildet sind, durch einen Bolzen mit konstantem Drehmoment fest angezogen. Änderungen in der Dicke der zu prüfenden Körper, nachdem sie während langer Zeitspannen in einer durch Wärme schädlichen Umgebung gelassen worden sind, werden gemessen und deren Aussehen wird beobachtet.
Hier beträgt die durch Wärme schädliche Umgebung 130ºC · 200 Stunden und die zu prüfenden Körper werden mit einem Drehmoment von 50 kgfcm fest angezogen.
Das Lockern des Bolzens ist kleiner und ein größeres verbleibendes Drehmoment kann beibehalten werden, wenn die Änderungen in der Dicke kleiner sind.
Ergebnisse von für die in den Ausführungsformen und den Vergleichsbeispielen beschriebenen schwingungsisolierenden Unterlegscheiben durchgeführten Leistungsprüfungen werden jetzt angegeben werden.

LEISTUNGSERGEBNISSE FÜR AUSFÜHRUNGSFORM (1)

Schwingungsisolierende und schalldämmende Eigenschaft:
Der Schalldruckpegel bei der Resonanzspitze beträgt ungefähr 85 dB(A) und Schalldruckpegel für andere Drehfrequenzen werden ebenfalls im allgemeinen niedrig gehalten. Der Schwächungspegel des Schallpegels erreicht in Wirklichkeit 10 dB im Vergleich mit demjenigen, der in demjenigen Fall, wo keine Unterlegscheiben verwendet werden, erzielt wird. Die größte Schalldämmungswirkung kann bei den Ausführungsformen und Vergleichsbeispielen erzielt werden.
Drehmomentübertragungsfähigkeit:
Der Drehwinkel beträgt 120º, welcher ungefähr 1/3 desjenigen, der für das Vergleichsbeispiel (3) erhalten worden ist, darstellt.
Dauerhafte Kriechwiderstandseigenschaft:
Änderungen in der Dicke betragen ungefähr 0,3 mm. Keine Vorsprünge aus den viskoelastischen Gummischichten werden festgestellt und das Aussehen nach der Prüfung ist gut.

LEISTUNGSERGEBNISSE FÜR AUSFÜHRUNGSFORM (2)

Schwingungsisolierende und schalldämmende Eigenschaft:
Der Schalldruckpegel bei der Resonanzspitze beträgt ungefähr 86 dB(A). Obwohl er etwas höher ist als derjenige, der für die Ausführungsform (1) erzielt worden ist, erreicht der Schwächungspegel des Schalldruckes 9 dB in bezug auf denjenigen, der ohne Unterlegscheibe erzielt worden ist.
Obwohl Ergebnisse zeigen, daß der Schalldruckpegel um 3 dB höher ist, als derjenige, der für die Ausführungsform (1) mit ungefähr 3000 U/mn erzielt worden ist, ist er niedriger als 85 dB(A) für alle Drehfrequenzen und eine hohe schalldämmende Eigenschaft wird beibehalten.
Drehmomentübertragungsfähigkeit:
Der Drehwinkel beträgt 100º und somit wird eine noch mehr ausgezeichnete Drehmomentübertragungsfähigkeit gewährleistet.
Dauerhafte Kriechwiderstandseigenschaft:
Änderungen in der Dicke betragen ungefähr 0,2 mm. Keine Vorsprünge aus den viskoelastischen Gummischichten u. s. w. werden festgestellt und das Aussehen nach dem Versuch ist gut.

LEISTUNGSERGEBNISSE FÜR AUSFÜHRUNGSFORM (3)

Der Schalldruckpegel bei der Resonanzspitze beträgt ungefähr 88 dB(A). Obwohl er etwas höher als der mit der Ausführungsform (2) Erzielte ist, erreicht die Abnahme des Schalldruckpegels 7 dB in bezug auf diejenige, die ohne Hinterlegscheibe erzielt wird und eine große Schalldämmungswirkung liegt vor.
Drehmomentübertragungsfähigkeit:
Der Drehwinkel beträgt 58º und somit wird eine noch ausgezeichnetere Drehmomentübertragungsfähigkeit gewährleistet.
Dauerhafte Kriechwiderstandseigenschaft:
Änderungen in der Dicke betragen ungefähr 0,1 mm. Keine Vorsprünge aus den viskoelastischen Gummischichten u. s. w. werden festgestellt und das Aussehen nach dem Versuch ist gut.
Was man für alle Ausführungsformen sagen kann, ist, daß alle Merkmale durch die Dicke der Gummischichten und die Anzahl von aufeinander geschichteten Grundbestandteilen stark beeinflußt werden. Das heißt, daß die Schalldämmungseigenschaft mit zunehmender Dicke der Gummischichten und zunehmender Anzahl von aufeinandergeschichteten Grundbestandteilen gesteigert wird. Im Gegenteil werden die Drehmomentübertragungsfähigkeit und die langdauernde Kriechwiderstandseigenschaft mit zunehmender Dicke der Gummischichten und zunehmender Anzahl von aufeinandergeschichteten Grundbestandteilen schlechter. In jedem Fall sind jedoch die Unterschiede zwischen denselben klein und ist es möglich, für jeden Verwendungszweck geeignete Merkmale auszuwählen.

LEISTUNGSERGEBNISSE DES VERGLEICHSBEISPIELES (1)

Schwingungsisolierende und schalldämmende Eigenschaft:
Der Schalldruckpegel bei der Resonanzspitze beträgt ungefähr 85 dB(A). Es gibt also keine Unterschiede in dem Schalldruckpegel bezüglich der Ausführungsform (1). (Jedoch wird eine Aufwärtsverlagerung der Drehfrequenzspitze festgestellt.)
Jedoch wird in bezug auf die Ausführungsform (1) eine Verschlechterung um 2 bis 3 dB über den ganzen mittleren Drehfrequenzbereich festgestellt und die "Schwingungschwächungswirkung durch Verstemmen mittels Klinken" wird bestätigt.
Drehmomentübertragungsfähigkeit:
Der Drehwinkel beträgt 115º und es gibt keine Unterschiede bezüglich der Ausführungsform (1).
Langdauernde Kriechwiderstandseigenschaft:
Änderungen in der Dicke betragen ungefähr 0,3 mm und es gibt keine Unterschiede bezüglich der Ausführungsform (1).
Keine Vorsprünge aus den viskoelastischen Gummischichten bezüglich der Endabschnitte werden festgestellt und das Aussehen nach dem Versuch ist gut. Jedoch wird ein Schälen von Gummischichten, wegen der Reibung an der Gummioberfläche von verschiedenen Grundbestandteilen festgestellt und das Bloßlegen von Metall wird teilweise erkannt.

LEISTUNGSERGEBNISSE DES VERGLEICHSBEISPIELES (2)

Schwingungsisolierende und schalldämmende Eigenschaft:
Der Schalldruckpegel bei der Resonanzspitze beträgt ungefähr 92 dB(A), der um 6 dB höher als der mit der Ausführungsform (2) Erzielte ist. Andererseits nimmt er um ungefähr 3 dB in bezug auf den ohne Unterdeckscheibe Erzielten ab.
Ferner wird er um 2 bis 5 dB über den ganzen Drehfrequenzbereich verschlechtert.
Man glaubt, daß dies auf die Tatsache zurückzuführen ist, daß die Wirkungen von "Schwingungsdämpfung durch Coulomb'sche Reibung" und "Schwingungschwächung durch Verstemmen mittels Klinken" nicht durch Anhaften an dem ganzen Grenzflächen zwischen den verschiedenen Grundbestandteilen erzielt werden können und somit die Nützlichkeit der vorliegenden Erfindung nachgeprüft werden kann.
Drehmomentübertragungsfähigkeit:
Der Drehwinkel beträgt 1050. Da er in derselben Höhe, wie in der Ausführungsform (2) liegt, glaubt man, daß die Einflüße der Anhaftung an den ganzen Grenzflächen zwischen den verschiedenen Grundbestandteilen klein sind.
Langdauernde Kriechwiderstandseigenschaft:
Änderungen in der Dicke betragen 0,2 mm. Keine Vorsprünge aus den viskoelastischen Gummischichten u. s. w. werden festgestellt und das Aussehen nach dem Versuch ist gut.

LEISTUNGSERGEBNISSE DES VERGLEICHSBEISPIELES (3)

Schwingungsisolierende und schalldämmende Eigenschaft:
Der Schalldruckpegel bei der Resonanzspitze beträgt ungefähr 90 dB(A), der etwas höher als der mit den Ausführungsformen (1), (2) und (3) Erzielte ist. Obwohl die viskoelastische Gummischicht in Ausführungsformen und Vergleichsbeispielen am dickesten ist, beträgt die Verringerung des Schalldruckpegels nur 5 dB in bezug auf diejenige, die ohne Unterdeckscheibe erzielt wird.
Drehmomentübertragungsfähigkeit:
Der Drehwinkel erreicht 340º. Dies bedeutet, daß Gummi von rechts nach links beim Anziehen fließt und ausserdem das Rükstelldrehmoment wegen Verdrehung des Gummis bestätigt wird.
Langdauernde Kriechwiderstandseigenschaft:
Änderungen in der Dicke betragen ungefähr 0,9 bis 1,0 mm, die drei bis zehn mal größer als die mit den Ausführungsformen Erzielte sind. Ferner werden Vorsprünge und Brüche der viskoelastischen Gummischichten nach dem Versuch festgestellt.
Wie durch die Leistung der vorangehend beschriebenen schwingungsisolierenden Unterlegscheiben gemäß den Ausführungsformen angegeben, ist es möglich, eine schwingungsisolierende Unterlegscheibe mit ausgezeichneter schwingungsisolierenden und schalldämmenden Eigenschaft zu erhalten. Die Drehmomentübertragungsfähigkeit und die langdauernde Kriechwiderstandseigenschaft durch Anwendung der vorliegenden Erfindung an dieselbe.
Das heißt, da die schwingungsisolierende Unterlegscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung durch Verwendung von Rohstoffen hergestellt wird, in jedem von diesen eine viskoelastische Gummischicht oder derartige Schichten auf einer Oberfläche oder zwei Oberflächen einer Metallplatte angeordnet ist oder sind, welche Rohstoffe aufeinandergeschichtet sind, so daß viskoelastische Gummischichten einander gegenüberliegen und aneinander haften, um einen Schichtkörper zu bilden; und durch Aufschichtung von somit erhaltenen Schichtkörpern oder von Schichtkörpern und Rohstoffen aufeinander, um einen geschichteten Aufbau zu bilden und Verstemmung derselben mechanisch zu einem Körper durch Punktverbindung mittels einer Vielzahl von in der Dickerichtung derselben ausgeschnittenen und erhabenen Klinken ist es möglich nicht nur eine Schwingungsschwächungswirkung durch viskoelastische Gummischichten sondern auch eine ausgezeichnete "Drehmomentübertragungsfähigkeit" und "langdauernde Kriechwiderstandseigenschaft" zu erzielen, wegen der Tatsache, daß die Gesamtmenge von viskoelastischen Gummischichten in der Gesamtdicke erforderlicherweise verringert wird und das Ausmaß der Zusammendrückung in jeder viskoelastischen Gummischicht bemerkenswert beseitigt wird.
Ferner, dank der Tatsache, daß nach Aufschichtung einer Vielzahl von vorangehend beschriebenen Grundbestandteilen aufeinander, sie zu einem Körper nicht durch Anhaftung zwischen den verschiedenen Grundbestandteilen, sondern durch Punktverbindung durch mechanisches Verstemmen aller Schichten mittels in der Dickerichtung ausgeschnittenen und erhabenen Klinken zusammengefügt werden, ist es möglich, nicht nur die beim Anziehen erzeugte "Verdrehung der viskoelastischen Gummischichten" zu vermeiden und einer ausgezeichneten "Drehmomentübertragungsfähigkeit" und "Vermeidung der Beschädigung von Gummioberflächen" beizutragen, sondern auch neuartige schwingungsisolierende Mechanismen, wie eine "reibungsdämpfende Wirkung durch Coulomb'sche Reibung" und eine "schwingungsschwächende Wirkung durch Verlängerung und Verwicklung des Schwingungsübertragungsweges" einzuführen.
Obwohl die Dicke jeder der aufeinandergeschichteten viskoelastischen Gummischichten nicht im allgemeinen in Abhängigkeit des Werkstoffes, insoweit die oben beschriebenen Ausführungsformen betroffen werden, bestimmt werden kann, können zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden, wenn sie zwischen 0,03 und 0,50 mm liegt. Jedoch in idealer Weise, wenn sie zwischen 0,03 und 0,20 mm liegt, können weitere zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden.
Wie oben beschrieben, durch Verwendung einer wie vorangehend beschrieben hergestellten schwingungsisolierenden Unterlegscheibe, an welche die vorliegende Erfindung angewandt wird, kann deren Wirkung höchstens durch Kombinieren von nachstehend beschriebenen schwingungsisolierenden Mechanismen gewährleistet werden.
Einer derselben ist die "Schwingungsschwächungswirkung durch Viskoelastizität von Gummi". Dies ist nicht spezifisch neu, aber "Gummi verwendende" schwingungsisolierende Unterlegscheiben der früheren Technik verwenden diesen Mechanismus.
Was eine schwingungsisolierende Unterlegscheibe, an welche die vorliegende Erfindung angewandt wird, anbetrifft, kann eine größere schwingungsisolierende Eigenschaft (schalldämmende Eigenschaft) mit einer zunehmenden Anzahl von aufeinandergeschichteten Schichten in dem Mehrschichtkörper, jede der welchen einen Grundbestandteil bildet, das heißt, mit einer zunehmenden Gesamtdicke der wechselweise mit Metallplatten geschichteten viskoelastischen Gummischichten erzielt werden. Dies entspricht einem Mechanismus, bei welchem Schwingungsenergie in Wärmeenergie durch innere Reibung in den viskoelastischen Gummischichten umgewandelt wird und, als Ergebnis, wird eine Schwingungsisolierung erzielt.
Ein zweiter Mechanismus ist die "Schwingungsenergie dämpfende Wirkung durch Coulomb'sche Reibung", die einer von den neuen schwingungsisolierenden Mechanismen gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
Dies ist ein Mechanismus, in welchem eine äußerst kleine " Coulomb'sche Reibung" an Grenzflächen zwischen verschiedenen aufeinandergeschichteten Schichten erzeugt wird, wenn eine Schwingung stattfindet, dank der Tatsache, daß die als Grundbestandteile dienenden verschiedenen Schichten nicht aneinander gehaftet sind, sondern sie nur an andere Flächen als Punktverbindungen miteinander in Berührung gebracht werden. In dieser Weise wird Schwingungsenergie in Reibungshitze umgewandelt und somit kann eine große schwingungsdämpfende Wirkung erzielt werden.
Ein dritter Mechanismus ist eine "Schwingungschwächungswirkung durch Verlängerung und Verwicklung des Schwingungsübertragungsweges", der ein anderer schwingungsisolierender Mechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
Dies bedeutet, daß es eine Anzahl von Aussichten für die Schwingungschwächung gibt, dank der Tatsache, daß, wenn eine in die schwingungsisolierenden Unterlegscheiben eingeleitete Schwingung innerhalb der Unterlegscheibe übertragen wird, sie einen verwickelten langen Übertragungsweg beschreibt, durch die Verbindung aller aufeinander geschichteten Schichten durch Punktverbindung, ihrer mechanischen Verstemmung mittels in der Dickerichtung ausgeschnittenen und erhabenen Klinken.
Viele Vorteile können durch Verwendung der drei schwingungsisolierenden Mechanismen in der besten Weise in Kombination erzielt werden.
In demjenigen Fall, wo der erste Mechanismus verwendet wird, von dem Standpunkt der Schwingungsisolierung, zum Zweck der Gewährleistung der Gesamtdicke der viskoelastischen Gummischichten, die eine bessere schwingungsisolierende Eigenschaft als die durch eine schwingungsisolierende Unterlegscheibe der früheren Technik Erzielte bewirken, genügt es, die Dicke jeder der Gummischichten und/oder die Anzahl von aufeinandergeschichteten Schichten zu erhöhen. Jedoch ist die Dicke der Gummischichten, die eine große Schwingungsisolierung aufweisen können, ziemlich groß. Ferner, da es ein Verbundkörper mit Metallplatten ist, ist die Gesamtdicke sehr groß und man kann nicht sagen, daß es praktisch ist.
Ausserdem, wenn jede der Gummischichten dünn ist und die Metallplatten dick sind, wird nicht nur die mechanische Festigkeit derselben verringert, sondern gibt es schlechte Einflüße auf die "Zusammendrückungswiderstandseigenschaft", die "Kriechwiderstandseigenschaft", die "Umgebungswiderstandseigenschaft" u. s. w. und ferner ist eine somit erhaltene schwingungsisolierende Unterlegscheibe fast identisch mit derjenigen der früheren Technik, welche von dem Zweck der durch die vorliegende Erfindung gezielte Verbesserung abweicht.
Demzufolge ist es möglich, die durch die Gummiviskoelastizität verursachte Schwingungsisolierung zu erhöhen, indem man jede der viskoelastischen Gummischichten so dünn wie möglich hält und die gleichzeitig der Zusammendrückungswiderstandseigenschaft, der Kriechwiderstandseigenschaft und der Umgebungswiderstandseigenschaft am meisten genügende Schwingungsisolierung zu erhöhen, durch Ergänzung einer ungenügenden Schwingungsisolierung, die natürlich vorliegt, gegenseitig mit dem zweiten und dem dritten schwingungsisolierenden Mechanismus.
Ausserdem ist das "mechanische Punktverbindungsmittel mittels Klinken" wirksam nicht nur, um das Entstehen einer äußerst kleinen "Coulomb'schen Reibung", die den zweiten Mechanismus bildet zu erleichtern, sondern auch, da es eine wirksame Verwendung der mechanischen Festigkeit eines Metallwerkstoffes macht, es die Wirkung hat, ein zusammen mit der Verdrehung des Gummis beim ursprünglichen Anziehen (Verdrehungsfestigkeit) stattfindendes Schälen und Brechen zu verhindern und eine genaue Drehmomentübertragung zu ermöglichen. Demzufolge kann man sagen, daß es für die Verwendung als schwingungsisolierende Unterlegscheibe, an welche ein Verdrehungsmoment erforderlicherweise angelegt wird, unvermeidlich ist.
In demjenigen Fall, wo Grundbestandteile einfach in einem Mehrschichtkörper versuchsweise ohne Verwendung irgendeines "mechanisches Punktverbindungsmittels mittels Klinken" geschichtet werden, nicht nur kann die schwingungsisolierende Eigenschaft, dank Verlängerung und Verwicklung des Schwingungsübertragungsweges nicht erwartet werden, sondern erfordert auch die Anordnung an einem Bolzen viel Zeit. Ferner, selbst wenn es Mittel zur Erleichterung der Anordnung an einem Bolzen gibt, da verschiedene geschichtete Schichten sich frei beim Anziehen bewegen, wird eine unnötige Reibung an Grenzflächen von Gummi/Gummi oder Gummi/Metall erzeugt, wodurch der Nachteil entsteht, daß Flächen von Gummischichten abgenutzt oder geschält werden.
Ausserdem wird das "mechanische Punktverbindungsmittel mittels Klinken" durch Behandlung von Grundbestandteilen hergestellt und erfordert keine anderen "zusätzlichen Werkstoffe". In demjenigen Fall, wo der Raum zur Anordnung der schwingungsisolierenden Unterlegscheibe beschränkt ist, entstehen dadurch viele Vorteile, weil es möglich ist, die Größe der Unterlegscheibe derart zu entwerfen, daß der für die Schwingungsisolierung erforderliche Bereich so groß wie möglich ist und weil es nicht notwendig ist, chemische und physikalische Einflüße der "zusätzlichen Werkstoffe" auf den Anordnungsabschnitt u. s. w. zu berücksichtigen.
Ein Beispiel, bei welchem die vorliegende Erfindung an einen gepreßten Aufbau einer Belüftungsablenkplatte in einer Ölwanne für ein Fahrzeug angewandt wird, wird jetzt nachstehend erläutert werden.
Die Fig. 23 ist eine schaubildliche Ansicht einer Belüftungsablenkplatte und die Fig. 24A bis 24H zeigen verschiedene Arten von Aufbauten von den Punktverbindungen.
Auf der Fig. 23 ist M ein gepreßtes Gebilde, bei welchem die Bezugsziffer 11 eine als steife Grundplatte dienenden Metallplatte ist und 12 eine viskoelastische Gummischicht mit einer Abdichtungseigenschaft ist, welche durch Anhaften an eine Oberfläche der Metallplatte gebildet wird und N ein auf die viskoelastische Gummischicht 12 aufgeschichtetes Plattenglied ist, welche sich lediglich aus einer Metallplatte 13 zusammensetzt, die mit der Metallplatte 11 des gepreßten Gebildes an vier Punkten durch Punktverbindung mittels Nieten 14 verbunden ist.
Die Fig. 24A ist eine vergrößerte Ansicht im Querschnitt eines Punktverbindungsabschnittes durch einen auf der Fig. 23 angezeigten Niet 14. Auf der Figur bezeichnet die Bezugsziffer 15 eine die viskoelastische Gummischicht 12 mit der Metallplatte 11 verklebende Klebbstoffschicht. Für diese Punktverbindung, abgesehen von dem Niet, können eine auf der Fig. 24B angedeutete einen Bolzen 16 und eine Mutter 17 verwendende Schraubpunktverbindung; eine auf der Fig. 24C angedeutete, eine Öse 18 verwendende Punktverbindung; eine auf der Fig. 24D angedeutete Punktverbindung mittels eines Punktschweißungsabschnittes 19; eine auf der Fig. 24E angedeutete Punktverbindung mittels eines verstemmten Abschnittes 20 u. s. w. in Abhängung des Werkstoffes, der Dicke u. s. w. der Grundplatte und des Plattengliedes willkürlich gewählt werden. Ferner können die Anzahl von Punktverbindungen, der Abstand zwischen zwei benachbarten Punktverbindungen u. s. w. in Abhängigkeit des oben beschriebenen Gebildes willkürlich bestimmt werden. Nicht nur eine Metallplatte, sondern auch eine harte Kunstoffplatte, eine Keramikplatte u. s. w. können für die oben beschriebene steife Grundplatte verwendet werden.
Wie oben beschrieben, bildet der Aufbau eines Stückes, wo die Metallplatte 13 des Plattengliedes N durch Punktverbindung angehaftet ist, einen einen gespannten schwingungsdämpfenden Aufbau bildenden Metallplatteviskoelastische Gummischicht- Metallplatte- Verbund. Jedoch im Gegensatz zu der Tatsache, daß in einem gespannten schwingungsdämpfenden Werkstoff der früheren Technik verschiedene Bestandglieder zu einem Körper durch Haftung verklebt werden, wird in dem obenbeschriebenen Aufbau, da das Plattenglied N und das gepreßte Gebilde M lose miteinander mechanisch verbunden sind, in dem Fall, wo eine Schwingung an das gepreßte Gebilde M angelegt wird, eine leichte Biegung in dem gepreßten Gebilde M erzeugt und in dieser Weise findet ein leichtes Gleiten zwischen der viskoelastischen Gummischicht 12 in dem gepreßten Gebilde M und der als Plattenglied dienenden Metallplatte 13 statt. In diesem Fall, da viskoelastische Werkstoffe, wie Gummi in bezug auf Metall schwer gleitbar sind, findet Reibung dazwischen statt und die Schwingung kann durch diese Reibungskraft gedämpft werden.
Das oben beschriebene Plattenglied N wird nicht erforderlicherweise mit der ganzen Oberfläche des gepreßten Gebildes in Berührung gebracht, sondern es ist möglich, ihr die größte schwingungsdämpfende Wirkung zu verleihen, indem man sie mit dem gepreßten Gebilde an derjenigen Stelle, wo die Schwingung wegen der Resonanzwirkung u. s. w. am größten ist an einem erforderlicherweise kleinsten Bereich in Berührung zu bringen.
Ferner, in dem Fall, wo das gepreßte Gebilde M nur durch Verwendung eines steifen Körpers hergestellt wird, kann ein Glied, das durch Anhaftung einer oder zweier makromolekularen viskoelastischen Schichten an einer Fläche oder zwei Flächen eines steifen Körpers gebildet wird, für das Plattenglied N verwendet werden, um einen Aufbau derartig zu haben, daß diese makromolekulare viskoelastische Schicht oder makromolekularen viskoelastischen Schichten mit der Grundplatte durch Punktverbindung verklebt wird oder werden.
Die Fig. 24F und 24 G zeigen Beispiele des Aufbaues, bei welchen die steife Grundplatte in dem gepreßten Gebilde M sich nur aus einer Metallplatte 11 zusammensetzt, während ein Glied, das durch Anhaftung einer oder zweier viskoelastischen Gummischichten 22 an einer oder zweier Oberflächen einer Metallplatte 13 durch eine oder zwei Klebstoffschichten 21, für das Plattenglied N verwendet wird und dieses auf die oben angegebene Metallplatte 11 aufgeschichtet wird, welche miteinander durch Punktverbindung mittels eines Nietes 14 verbunden werden. Insbesondere kann die auf der Fig. 24 G angedeutete Punktverbindung an den Fall, wo keine abdichtende Teile für den Aufbau erforderlich sind, angewandt werden. Auch mit diesen Aufbauten können Wirkungen, die den vorangehend beschriebenen ähnlich sind, erzielt werden. Die Fig. 24H zeigt ein Beispiel des Aufbaues, bei welchem das Plattenglied N durch Anhaften einer viskoelastischen Gummischicht 22 an einer Oberfläche einer Metallplatte 13 durch eine Klebstoffschicht 21, die auf der viskoelastischen Gummischicht 12 in dem gepreßten Gebilde M aufgeschichtet ist, gebildet wird.
Demzufolge, wenn die vorliegende Erfindung zur Dämpfung von Schwingungen eines wie oben beschriebenen gepreßten Aufbaues angewandt wird, können folgende Wirkungen erzielt werden.
(1) Da eine bemerkenswerte schwingungsdämpfende Wirkung erzielt werden kann, kann er mit einem niedrigeren Aufwand und einem kleineren Gewicht in bezug auf den Fall, wo ein ganzer gepreßter Aufbau mit einem gespannten schwingungsdämpfenden Werkstoff hergestellt wird, hergestellt werden.
(2) In dem Fall, wo eine viskoelastische Schicht auf dem gepreßten Aufbau gebildet wird, da die Schicht ebenfalls eine Abdichtungsfunktion hat, kann die Anzahl von Werkstücken und die Anzahl von Fertigungsvorgängen verringert werden.
(3) Die Anzahl von Werkstücken, die Anzahl von Zusammenbauvorgängen und die Werkstoffkosten können dadurch herabgesetzt werden, daß das Plattenglied ebenfalls als eine für die Berichtigung oder Strömungssteuerung von Öl, Wasser, Nebenflußgase u. s. w. verwendete Belüftungsablenkplatte dient.
Weitere Versuchsbeispiele und Versuchsvergleichsbeispiele, in dem Fall, wo die vorliegende Erfindung an den oben beschriebenen gepreßten Aufbau angewandt wird, werden nachstehend angegeben werden.
Zu messende Proben und Meßverfahren:
Ein 200 u dickes Plattenglied 25 mit einer Länge von 240 mm und einer Breite von 15 mm wird auf eine viskoelastische Gummischicht in einem nicht gespannten schwingungsdämpfenden Aufbau aufgeschichtet, der durch Anhaften einer 200 u dicken Gummischicht 24 an eine 0,8 mm dicken Metallplatte 23 mit derselben Länge und Breite, wie das Plattenglied gebildet wird, wie auf den Fig. 25 und 26 angedeutet, und ein Aufbau, der durch Punktverbindung derselben mittels eines Verstemmungsvorganges an durch die Bezugsziffern (1) bis (7) auf der Figur angedeuteten Stellen erhalten wird, wird als Probe verwendet und eine Schwingung wird an dem zentralen Abschnitt derselben mittels eines dynamischen Schwingungserregers 26 der elektrischen Bauart angelegt, die Frequenz der angelegten Schwingung wird verändert, während man die Kraft und Schwingungsbeschleunigung durch Verwendung eines zwischen verschiedenen Punktverbindungen eingefügten (an die Probe angehafteten) Impedanzkopf 27 mißt, um die mechanische Impedanz an dem Punkt, wo die Schwingung angelegt wird, zu messen und der Verlustfaktor wird aus einer Resonanzkurve errechnet.
Die Fig. 27 zeigt eine durch das oben beschriebene Versuchsbeispiel erhaltene Verlustfaktor (η) - Temperatur -Kurve.
Verschiedene auf der Figur mit (a), (b), (c), (d), (e) und (f) bezeichnete Kurven entsprechen nachstehend beschriebenen verschiedenen Punktverbindungen. Hier insbesondere um die Wirkung der Punktverbindungen klarzustellen, wird die Anzahl von Punktverbindungen je Flächeneinheit verändert, um die Wirkung derselben nachzuprüfen.
Kurve (a)...... 6 Punktverbindungen bei (1) bis (3) und (5) bis (7)
Kurve (b)...... 5 Punktverbindungen bei (1), (2), (4), (6) und (7)
Kurve (c)...... 4 Punktverbindungen bei (1), (3), (5) und (7)
Kurve (d)...... 3 Punktverbindungen bei (1), (4) und (7)
Kurve (e)...... 2 Punktverbindungen bei (1) und (7)
Kurve (f)...... 1 Punktverbindung bei (4).
Gemäß Ergebnissen der oben angeführten Messung beschreibt die schwingungsdämpfende Wirkung eine spitzere Spitze mit zunehmender Anzahl von Punktverbindungen und andererseits in dem Fall, wo die Anzahl von Punktverbindungen äußerst abnimmt, geht die schwingungsdämpfende Wirkung schnell verloren.
Dies bedeutet, daß er dem durch Verklebung mit zunehmender Anzahl von Punktverbindungen gebildeten gespannten schwingungsdämpfenden Aufbau der früheren Technik näher kommt. Wenn die Anzahl von Punktverbindungen zunimmt, nimmt nicht nur der Verklebungsaufwand zu, sondern wird ein Ergebnis auch erzielt, das sich von dem Zweck der vorliegenden Erfindung unterscheidet.
Ausserdem in dem Fall, wo die Anzahl von Punktverbindungen 1 oder 2 beträgt, besteht der berührende Teil zwischen dem Plattenglied und dem nicht gespannten schwingungsdämpfenden Aufbau nur in der Nachbarschaft des punktverbundenen Abschnittes und sind sie miteinander fast nicht in Berührung. Demzufolge kann keine Coulomb'sche Reibung erzeugt werden und die Schwingungsdämpfungswirkung nimmt schnell ab.
Für andere Anzahlen von Punktverbindungen, da die schwingungsdämpfende Wirkung fast dieselben Pegel erreicht und eine fast gleichartige Temperaturabhängigkeit aufweist, ist das Vorliegen der schwingungsdämpfenden Wirkung durch Coulomb'sche Reibung deutlich und kann es gesagt werden, daß es eine notwendig Bedingung ist, daß entsprechende Reibungsflächen wenigstens zwischen punktverbundene Abschnitte miteinander in Berührung sind.
Diese Bedingung ändert sich jedoch in Abhängigkeit des Flächeninhaltes und der Steifheit des durch Punktverbindung zusammengefügten Aufbaues. Obwohl die für die Erscheinung der schwingungsdämpfenden Wirkung durch Reibung erforderliche Anzahl von Punktverbindungen nicht bestimmt werden kann, ist es, um kostenmäßig vorteilhaft zu sein, unvermeidlich, eine Anzahl von Punktverbindungen für einen einzelnen Fall zu bestimmen, bei welchem die kleinsten und wirksamen Berührungsgrenzflächen erhalten werden.
Die Fig. 28 zeigt die vorangehend beschriebenen Versuchsbeispiele mit nachstehend angegebenen Versuchsvergleichsbeispiele vergleichende Verlustfaktor (η)-Temperatur-Kurven.

VERSUCHSVERGLEICHSBEISPIEL 1

Dies ist ein Beispiel, bei welchem ein demjenigen gemäß der vorliegenden Erfindung ähnlicher Aufbau durch Verwendung einer schwingungsdämpfenden Stahlplatte (0,5 mm dicken Stahlplatte / 0,05 mm dicken Harzschicht / 0,5 mm dicken Stahlplatte), die auf dem Markt verfügbar ist, gebildet wird. Die Kurve (c) wird durch Verwendung des vorangehend beschriebenen Versuchsbeispieles mit vier Punktverbindungen erzielt, während die Kurve (g) durch Verwendung des VERSUCHSVERGLEICHSBEISPIELES 1 erzielt wird.
In dem Fall des oben beschriebenen VERSUCHSVERGLEICHSBEISPIELES 1 liegt eine durch die dynamische Viskoelastizität des Harzes verursachte steile Spitze in der Nachbarschaft von 60ºC. Obwohl deren Pegel hoch ist, ist er äußerst niedrich in anderen Temperaturbereichen.
Ferner, wenn der gepreßte Aufbau durch Tiefstanzen erzeugt wird, wird ein Bruch in dem gestanzten Abschnitt wegen einem Dehnungsunterschied zwischen den beiden Stahlplatten verursacht und es wird erkannt, daß eine weitere Erfindung für eine geeignete Behandlung notwendig ist.

VERSUCHSVERGLEICHSBEISPIEL 2

Dies ist ein Beispiel, bei welchem ein Plattenglied durch Anhaftung an einer als Dichtung eines zur Verwirklichung der vorliegenden Erfindung verwendeten nicht gespannten schwingungsdämpfenden Aufbaues dienenden Gummischicht angeklebt ist. Die Kurve (h) auf der Fig. 28 wird durch Verwendung des VERGLEICHSBEISPIELES 2 erzielt.
Für die Anhaftung des oben beschriebenen Plattengliedes wird ein wärmehärtender Klebstoff der Phenolart zur Erzielung einer starken Haftung verwendet. Da der Teil des ungespannten schwingungsdämpfenden Aufbaues aus einer Stahlplatte hergestellt wird, kann er durch ein Stanzherstellungsverfahren der früheren Technik behandelt werden, ohne einen Bruch u. s. w. zu veranlassen. Jedoch ist die schwingungsdämpfende Wirkung in der Nachbarschaft von 50ºC am größten, wegen der aus Gummi hergestellten dynamischen viskoelastischen Schicht und obwohl die Spitze etwas breiter als die in dem Versuchsvergleichsbeispiel 1 Erzielte ist, ist ihr Pegel niedriger in diesem Bereich.
Wie oben beschrieben, in dem Fall, wo die vorliegende Erfindung an eine schwingungsdämpfende Unterlegscheibe angewandt wird, trotz der Tatsache, daß sie so dünn ist und eine so große Steifigkeit hat, daß sie den üblichen gesunden Menschenverstand widerlegt, kann sie nicht nur eine größere schwingungsisolierende und schalldämmende Eigenschaft, als die mit dem schwingungsisolierenden Gummi der früheren Technik Erzielte schaffen, sondern kann auch bezüglich der Drehmomentübertragungsfähigkeit, der Drehwinkel bis zu einem vorbestimmten Drehmoment von 1/3 bis 1/6 vermindert werden und bezüglich der langdauernden Kriechwiderstandseigenschaft kann das Ausmaß der Änderung in der Dicke von 1/3 auf 1/10 herabgesetzt werden. Ausserdem, da die bloßgelegte Oberfläche des Gummis klein ist, ist es möglich, eine Epoche machende schwingungsisolierende Unterlegscheibe zu erhalten, die eine überwiegend gute Umgebungswiderstandseigenschaft gewährleisten kann.
Ausserdem, wenn die vorliegende Erfindung an einen gepreßten Aufbau, wie eine Ölwanne, eine Belüftungsablenkplatte u. s. w. für ein Kraftfahrzeug angewandt wird, können folgende Wirkungen erzielt werden.
Bei einem ein gespanntes schwingungsdämpfendes Gebilde der früheren Technik verwendenden gepreßten Aufbau hängt die schwingungsdämpfende Wirkung desselben stark von der dynamischen Viskoelastizität der gespannten makromolekularen viskoelastischen Schicht ab. Als Ergebnis, obwohl die Temperaturkennlinie der somit erzielten schwingungsdämpfenden Wirkung eine große Spitze in der Nachbarschaft des Glasumwandlungspunktes des makromolekularen viskoelastischen Körpers hat, kann nur eine äußerst kleine schwingungsdämpfende Wirkung in dem niedrigeren und höheren Temperaturbereich erzielt werden und kann er nicht für die Verwendung geeignet sein, insbesondere in dem Fall, wo er in einem breiten sich von der Umgebungstemperatur (20ºC) bis zu einer hohen Temperatur (150ºC) erstreckenden Temperaturbereich, wie in der Nachbarschaft einer Kraftmaschine für ein Kraftfahrzeug verwendet wird.
Im Gegenteil, wenn die vorliegende Erfindung an diesem angewandt wird, obwohl er ein aus drei Schichten bestehendes einem gespannten schwingungsdämpfenden Gebilde der früheren Technik ähnliches Gebilde hat, kann ein gespanntes schwingungsdämpfendes Scheingebilde erhalten werden, indem man das plattenförmige Glied mit dem ungespannten schwingungsdämpfenden Aufbau zu einem Körper durch Punktverbindungen, wie Niet, Schraube, Verstemmung, Punktschweißen u. s. w. ohne Haftung verbindet. Es kann gesagt werden, daß dies ein Punkt ist, wo die vorliegende Erfindung sich bemerkenswert von dem früheren Stand der Technik unterscheidet.
Das heißt, das dank der oben beschriebenen Punktverbindung, streng gesagt, verschiedene Schichten außer der Punktverbindungen nicht aneinander gehaftet werden, sondern nur miteinander in Berührung sind. Demzufolge wird bei einer Schwingung, wie vorangehend beschrieben, zwischen dem plattenförmigen Glied und dem in dem ungespannten schwingungsdämpfenden Gebilde verwendeten viskoelastischen Körper, eine sie in bezug aufeinander bewegende Kraft erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Coulomb'sche Reibung zwischen der einen hohen Reibbeiwert aufweisenden Oberfläche des makromolekularen viskoelastischen Körpers und dem plattenförmigen Glied erzeugt. Schwingungsenergie wird in Wärmeenergie durch diese "Coulomb'sche Reibung" umgewandelt und die Schwingung wird in dieser Weise gedämpft.
Da die Coulomb'sche Reibung grundsätzlich nicht von der Temperatur abhängt, wenn sie in einem Temperaturbereich, wo die Coulomb'sche Reibungswirkung des makromolekularen viskoelastischen Körpers beibehalten wird, stattfindet, wird die schwingungsdämpfende Wirkung fast konstant gehalten und als Ergebnis kann er die schwingungsdämpfende Wirkung in einem breiten Temperaturbereich aufweisen.
Jedoch entsprechend der Tatsache, daß die schwingungsdämpfende Wirkung konstant gehalten wird, hat sie keine bemerkenswerte Spitze bei einer gewissen Temperatur, die für eine schwingungsdämpfende Stahlplatte der früheren Technik festgestellt wird und das gespannte schwingungsdämpfende Gebilde ist vorteilhafter bei dieser Temperatur. Es kann jedoch gesagt werden, daß, in dem Fall, wo die Wirkung in einem breiten Temperaturbereich, wie in der Nachbarschaft einer Kraftmaschine für ein Fahrzeug u. s. w. vorliegen würde, ist es die beste Weise, die oben beschriebene Schwingungsdämpfung durch Reibung zu verwenden.
In dieser Weise, da nicht nur die Behandlung für eine schwingungsdämpfende Stahlplatte der früheren Technik (Tiefstanzen u. s. w.) schwierig ist, sondern auch viele andere bei dem früheren Stand der Technik betrachtet werden können, ist sie kostenmäßig vorteilhaft und kann eine große schwingungsdämpfende Wirkung (Geräusch unterbindende Wirkung) in einem breiten Temperaturbereich erzielt werden.
Ausserdem hat sie den Vorteil, daß eine Abdichtungs-und eine schwingungsdämpfende Funktion durch Verwendung einer abdichtenden Funktion der Oberfläche der makromolekularen viskoelastischen Schicht gemeinsam verwendet werden kann, durch Verwendung des gepreßten Aufbaues, in welchem eine makromolekulare viskoelastische Schicht oder derartige Schichten auf einer inneren Fläche oder auf beiden Flächen einer Metallplatte gebildet werden kann oder können.

Claims

1. Ein eine Vielzahl von Grundbestandteilen (b1, b2, a1, a2, a3) umfassender schwingungsdämpfender Körper, bei welchem:

jeder Grundbestandteil wenigstens einen steifen Körper (1) an dessen wenigstens einer Seitenfläche eine makromolekulare viskoelastische Schicht (2) gebildet ist, umfaßt,

wobei die besagten Grundbestandteile geschichtet und in einen Mehrschichtkörper zusammengebunden sind, so daß wenigstens eine makromolekulare viskoelastische Schicht zwischen zwei aneinander grenzenden steifen Körpern besteht,

dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Grundbestandteile nicht aneinander geklebt, sondern durch Punktverbindungsmittel (4, 5) gebunden sind und alle anderen Flächen als die Punktverbindungen nur in Berührung sind, so daß ein leichtes Gleiten an Zwischenflächen zwischen verschiedenen Grundbestandteilen, wenn eine Vibration erzeugt wird, stattfindet, wodurch Schwingungsenergie in Reibungswärme durch Coulomb'sche Reibung umgewandelt wird.

2. Ein schwingungsdämpfender Körper für eine Vibrationsisolierende Unterlegscheibe gemäß Anspruch 1, bei welchem der besagte steife Körper eine Metallplatte ist und die besagte makromolekulare viskoelastische Schicht eine viskoelastische Gummischicht ist.

3. Ein schwingungsdämpfender Körper gemäß Anspruch 2, der wenigstens einen aus zwei an beiden Seitenflächen einer Metallplatte (1) gebildeten Gummischichten (2) bestehenden ersten Grundbestandteil (b2) aufweist.

4. Ein schwingungsdämpfender Körper gemäß Anspruch 2 oder 3, der wenigstens einen aus einer an nur einer Seitenfläche einer Metallplatte gebildeten Gummischicht bestehenden zweiten Grundbestandteil (b1) aufweist.

5. Ein schwingungsdämpfender Körper gemäß Anspruch 3, der wenigstens einen aus zwei durch eine Klebstoffschicht (3) aneinander geklebten ersten Grundbestandteilen (b2) bestehenden dritten Grundbestandteil (a1) aufweist.

6. Ein schwingungsdämpfender Körper gemäß Anspruch 4, der wenigstens einen aus zwei durch eine zwischen zwei angrenzenden Gummischichten (2) gelegte Klebstoffschicht (3) aneinander geklebten zweiten Grundelementen (b1) bestehenden vierten Grundbestandteil (a2) umfaßt.

7. Ein schwingungsdämpfender Körper gemäß den Ansprüchen 3 und 4, der einen fünften Bestandteil (a3) aufweist, der aus einem ersten Grundbestandteil (b2) und einem zweiten Grundbestandteil (b1) die durch eine zwischen zwei angrenzenden Gummischichten (2) gelegte Klebstoffschicht (3) aneinander geklebt sind, besteht.

8. Ein schwingungsdämpfender Körper gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das besagte Punktverbindungsmittel ausgeschnittene und erhabene Klinken (4) an einer Vielzahl von Stellungen in jedem der besagten Grundbestandteilen aufweist, die mechanisch verstemmt sind.

9. Ein schwingungsdämpfender Körper gemäß Anspruch 8, bei welchem die an einem Grundbestandteil gebildeten Klinken (4) mit in dem angrenzenden geschichteten Grundbestandteil gebildeten ausgeschnittenen Fenstern (5) in Eingriff stehen, wobei die ausgeschnittenen Fenster wegen der an jedem Grundbestandteil gebildeten ausgeschnittenen und erhabenen Klinken (4) gebildet sind.

10. Ein schwingungsdämpfender Körper für einen gepressten Aufbau (M), mit:

einer steifen Grundplatte (11),

einer an der besagten steifen Grundplatte angeklebten makromolekularen viskoelastischen Schicht (12),

einem auf der besagten makromolekularen viskoelastischen Schicht geschichteten und an dieser gebundenen plattenförmigen Glied (N, 13);

dadurch gekennzeichnet, daß das plattenförmige Glied nicht an der besagten makromolekularen viskoelastischen Schicht angeklebt, sondern durch Punktverbindungsmittel (14) gebunden ist und alle anderen Flächen als die Punktverbindungen nur in Berührung stehen, so daß ein leichtes Gleiten an Zwischenflächen zwischen denselben, wenn eine Schwingung erzeugt wird, stattfindet, wodurch die Vibrationsenergie in Reibungswärme durch Coulomb'sche Reibung umgewandelt wird.

11. Ein schwingungsdämpfender Körper gemäß Anspruch 10, bei welchem die besagte makromolekulare viskoelastische Schicht aus einer eine abdichtende Eigenschaft aufweisenden viskoelastischen Gummischicht besteht.

12. Ein Verfahren zur Herstellung eines schwingungsdämpfenden Körpers mit einer Vielzahl von Grundbestandteilen für eine Schwingungsisolationsunterlegscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte umfaßt:

Herstellung von ersten Grundbestandteilen aus Rohstoffen (b2) durch Bildung von viskoelastischen Gummischichten (2) an beiden Seiten einer Metallplatte (1) für jeden derselben;

Herstellung von wenigstens einem dritten Grundbestandteil aus Rohstoffen (a1) durch Anhaften von zwei ersten Grundbestandteilen (b2) aneinander; und

Erhaltung eines mehrschichtigen Körpers durch Schichtung einer Vielzahl von wenigstens einen dritten Grundbestandteil (a1) umfassenden Grundbestandteilen, so daß jeweilige viskoelastische Gummischichten einander gegenüberliegen, wobei die besagten Grundbestandteile nicht aneinander geklebt, sondern durch Punktverbindungsmittel gebunden sind und alle anderen Flächen als die Punktverbindungen nur in Berührung sind, so daß ein leichtes Gleiten an Zwischenflächen zwischen unterschiedlichen Grundbestandteilen, wenn eine Vibration erzeugt wird, stattfindet, wodurch Vibrationsenergie in Reibungswärme durch Coulomb'sche Reibung umgewandelt wird.

13. Ein Verfahren gemäß Anspruch 12, das die folgenden Schritte umfaßt:

Herstellung von zweiten Grundbestandteilen aus Rohstoffen (b1) durch Bildung einer viskoelastischen Gummischicht (2) an nur einer Seite einer Metallplatte (1) für jeden derselben,

Schichtung wenigstens eines dritten Grundbestandteiles (a1) und von zwei zweiten Grundbestandteilen (b1).

14. Ein Verfahren gemäß Anspruch 12, das den Schritt der Schichtung einer Vielzahl von dritten Grundbestandteilen (a1) aufeinander umfaßt.

15. Ein schwingungsdämpfender Körper gemäß irgendeinem der Ansprüche 2 bis 7, bei welchem die besagte viskoelastische Gummischicht eine Dicke in einem zwischen 0,03 und 0,5 mm liegenden Bereich hat.