[发明专利]跨宽温度范围的高效消振

说明书

技术领域

本发明大体上涉及适用于降低与部件的中空空间或容腔有关的噪音和振动特征的改进的方法和系统，其中所述部件例如为具有相对薄面板的车门。

背景技术

在近年来，不断地去努力降低车重，从而节约材料成本并且提高燃油经济性。为了降低重量，车辆越来越被设计成为外面板结构采用更薄的金属片材。然而，此类设计更改的令人不期望的后果是更差的声学特性，这会在汽车内导致明显更高的行驶噪音等级。噪音（振动）例如可以由车辆的发动机、变速箱或其它机械移动部件所产生。由这些源所产生的声学振动在整个车辆内传播，从而所述声学振动可以由乘客听到或者由乘客感觉到。此类声音传播尤其可以由车辆内的容腔或中空空间造成，其中所述车辆内的容腔或中空空间例如为门的内部，可以用作为共振体。此类问题的一种解决方法是安装消音堵头或“柱填料”，其中所述消音堵头或“柱填料”大体上是基于聚合物的部件，其在暴露于热量时（例如在施涂至车辆的油漆在烘箱内固化时）开始发泡并且充满和密封各容腔从而防止或至少消减振动的传播。还可以采用由聚合材料制成的施加至面板表面的消音塞片。

大量的工作专注于改进此类可膨胀的基于聚合物的部件的消振性能。例如，Henkel AG&Co.KgaA已经引入了TerophonHDF（高衰减泡沫），其适于特别快速且高效地消减产生噪音的振动。然而，目前可用的高性能衰减材料仅仅在相对窄的温度范围内才具有这种高效的性能。车辆制造商所提出的要求通常需要在室温（20至25℃）或稍微高于室温的峰值衰减性能，并且在室温表现良好性能的已知的材料在极端温度具有降低的性能。特别地，在低温时（例如在多种气候的冬天月份时出现的低温（-20至-10℃）），高性能衰减材料大体上变得太硬并且表现出非常少的固有衰减性。

例如，高衰减泡沫/发泡体在温度降低时变得更硬（表现出更高的E′值）。E′值（杨氏储能模量，其通过Dynamic Mechanical Analysis被测量）被定义为低于材料的比例极限的拉伸应力与拉伸应变之比。随着泡沫的强度增加，存在改变具体应用的边界状况的可能性，例如这是在泡沫正在被用于消减车门中的振动。边界状况中的这种改变可以产生具有高振动的局部化区域，其能够降低应用的总体声学性能。在发明人所研究的特定门组件的情况中，因为E′由于包含高衰减泡沫的特定门组件的温度降低导致而增加，已经发现门上的振动样式从20℃的三个大位移模式改变至-20℃的六个小位移模式。

因此，需要开发与之前可行的相比在更宽温度范围内高效实现诸如车门的中空结构中的消振的措施。

发明内容

在本发明的一个方面中，提供了一种组件，其包括第一基板和第二基板。所述第一基板的表面和所述第二基板的表面彼此相向并且在所述第一基板与所述第二基板之间限定空间。衰减泡沫材料在所述空间内定位并且从所述第一基板的表面跨至所述第二基板的表面。所述衰减泡沫材料包括第一区域和第二区域，所述第一区域在-10℃具有的E′值低于所述第二区域在-10℃具有的E′值；所述第一区域在25℃具有的E′值高于所述第二区域在25℃具有的E′值。所述第二区域具有变化的横截面宽度，例如三角形、椭圆形、圆形、梯形或菱形。

本发明还提供了一种用于使得第一基板和第二基板中的一个或这两者中的振动衰减的方法，其中所述第一基板和第二基板设置成所述第一基板的表面和所述第二基板的表面彼此相向并且在所述第一基板与所述第二基板之间限定空间。所述方法包括将衰减泡沫材料定位在所述空间内，以使得所述衰减泡沫材料从所述第一基板的表面跨至所述第二基板的表面。所述衰减泡沫材料包括第一区域和第二区域，所述第一区域在-10℃具有的E′值低于所述第二区域在-10℃具有的E′值；所述第一区域在25℃具有的E′值高于所述第二区域在25℃具有的E′值。所述第二区域具有变化的横截面宽度。

本发明的另一个方面提供了一种组件，其包括具有一表面的基板以及在所述基板的表面上设置的可膨胀材料。所述可膨胀材料在膨胀后提供衰减泡沫材料。所述衰减泡沫材料包括第一区域和第二区域。所述第一区域在-10℃具有的E′值低于所述第二区域在-10℃具有的E′值；所述第一区域在25℃具有的E′值高于所述第二区域在25℃具有的E′值。所述第二区域具有变化的横截面宽度。