Minimierung mechanischer Schwingungen mit stark dämpfenden Elastomeren

Oberflächlich mag es scheinen, dass sich die Reduzierung unerwünschter Schwingungen ganz simpel gestaltet: einfach ein Stück Gummi unter das verursachende Bauteil setzen und fertig. Bei genauer Betrachtung entpuppen sich die Einzelheiten der Übertragung mechanischer Energie jedoch als wesentlich komplexer. Eine schlecht umgesetzte Lösung kann Vibrationen und somit Symptome wie die Beschädigung umliegender Bauteile oder von der Struktur ausgehende Geräusche sogar noch verstärken.

Bei kinetischen Komponenten kommen häufig Schwingungsdämpfer zum Einsatz, um diese Symptome abzuschwächen. Einfach gesagt, geht es darum, die Übertragungsfähigkeit zu minimieren bzw. das Verhältnis von ausgehender mechanischer Energie zu erzeugter mechanischer Energie. Dieses Maß der Übertragungsfähigkeit wird durch viele Faktoren beeinflusst, darunter Frequenz, Temperatur, Elastizitätsmodul des Materials, Formfaktor des Schwingungsdämpfers, Federrate, Eigenschwingung usw. (Weitere Informationen erhalten Sie hier.) Aufgrund dieser vielen verschiedenen Faktoren sind die geeignetsten Dämpfer oft solche, die die Übertragungsfähigkeit über ein Spektrum struktureller und umweltbedingter Variablen hinweg minimieren.

Hier zeigt sich der Trugschluss der oben aufgestellten Hypothese. Unspezifische Materialien mit geringer Dämpfung können den perfekten Schwingungsdämpfer bilden, so lang die Bedingungen gleich bleiben und so gewährleisten, dass die Materialien einen bestimmten Dämpfungsbereich bezüglich der Übertragungskurve nicht verlassen. Gleichbleibende Bedingungen sind jedoch eher weniger typisch für elektronische Geräte. Betriebstemperaturen schwanken. Motoren und Lüfter wechseln die Drehzahl. Stöße fallen mal schwächer oder mal stärker aus. (Denken Sie nur an Ihr Smartphone). Unter den richtigen (oder besser falschen?) Bedingungen kann die Ausgangsenergie um das doppelte, dreifache oder gar mehr verstärkt werden.

Materialien mit starker Dämpfung, wie z. B. die Elastomere der Serie ISODAMP™ C-8000, wurden speziell dafür konzipiert, die Übertragungsfähigkeit unter dem Gesichtspunkt genau dieser Veränderlichkeit zu minimieren.

(Bildquelle: Aearo Technologies (ein Unternehmen von 3M))

Dämpfende Elastomere sorgen stets dafür, dass potenziell schädliche Schwingungen so gering wie möglich ausfallen, ob sich das System nun innerhalb des Dämpfungsbereichs befindet oder Spitzenresonanz erreicht. Eine hohe Dämpfung kann das ausgeprägte Verstärkungsverhalten von schwach dämpfenden Materialien wirksam beschränken und reduzieren damit die Kopfschmerzen der Entwicklungsingenieure.

*Hinweis: Dämpfende Materialien helfen nicht wirklich bei Kopfschmerzen. Bitte greifen Sie weiterhin auf geeignete Medikamente zurück.

Über den Autor

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Kathy Hutton, Produktmanagerin bei Digi-Key Electronics, ist seit 2003 bei Digi-Key und verantwortlich für Verbindungsprodukte sowie passive und elektromechanische Produkte. Sie kommuniziert täglich mit Ingenieuren/Kunden (sowohl intern als auch extern), um mit ihrem umfassenden Produktwissen den Umsatz zu steigern. Kathy hat einen Abschluss in Elektrotechnik/Automatisierung und war Teil des Digi-Key-Teams für Anwendungstechnik, bevor sie ihre Tätigkeit im Produktmanagement aufnahm. Außerhalb der Arbeit ist sie eine begeisterte Fischerin, sowohl in Wettbewerben als auch nur zum Spaß am Wasser.

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