AT232694B - Schwingungsdämpfendes Bau- oder Konstruktionselement - Google Patents

Description

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  Schwingungsdämpfendes Bau-oder Konstruktionselement 
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 der abwechselnden Kompression und Dilatation der Kernschicht Energie aufgezehrt, jedoch wie oben er- wähnt, in unzureichendem Ausmass. 



   Bei der erfindungsgemäss eingerichteten Platte nach Fig. 2 ist der Kern derart aufgebaut, dass er in erster Linie Scherverformungen erfährt. Die Kernschicht 15, die zwischen den beiden Deckschichten 10 i bzw. 13 angeordnet ist, besteht   z. B.   aus thermoplastischem Material, wie Wachs, Asphalt   od. dgl.   und ist von erheblich grösserer Dicke als die beiden Deckschichten miteinander. Überdies ist die Masse pro
Flächeneinheit der Kernschicht mindestens ebenso gross wie die Summe der Massen pro Flächeneinheit der
Deckschichten. Bei einer z.

   B. durch das Auftreffen von Schwingungen bewirkten Verformung nehmen die
Deckschichten die in vollen Linien gezeichneten, gebogenen Gestalten 10',   15'an,   wogegen bei unver- formter Platte (strichlierte Linien) zu deren Deckschichten normale, ebene Schnitte durch die Kernschicht nunmehr zueinander parallel bleiben, wie bei 15'angedeutet ist. Das Material der Kernschicht wird also nicht auf Biegung, sondern auf Schub beansprucht und die Schicht dementsprechend deformiert. Die rela- tiv dünnen Deckschichten erfahren nur eine geringfügige Verbiegung. 



   In Fig. 3 zeigt die ausgezogene Kurve   l   die Beziehung zwischen der Fortpflanzungsgeschwindigkeit von Quer-oder Biegewellen, die als Ordinate aufgetragen ist, von der als Abszisse aufgetragenen Frequenz für die bekannten Plattenanordnungen, beispielsweise Dämpfungsleisten mit einer dünnen Dämpfungs- schicht. Die Kurve zeigt einen relativ kleinen zur Abszissenachse parallelen Abschnitt P, in dem die Bie- gewellengeschwindigkeit ebenso gross ist wie die durch die Dämpfungsschicht bestimmte Scherwellenge- schwindigkeit. Bei der Anordnung nach Fig. 2 mit durch Scherung verformter Kernschicht erhält man da- gegen eine abgeänderte Kurve II (strichliert gezeichnet), die einen viel längeren und demgemäss über einen erheblich grösseren Frequenzbereich erstreckten, achsparallelen Abschnitt   P'aufweist.   



   In Fig. 4 ist die Abhängigkeit des Verlusttangens von der Frequenz wiedergegeben,   u.   zw. entspricht die voll ausgezogene Kurvel dem Fall der Kurve I der Fig. 3 und auch die strichlierten Linienzüge II der beiden Figuren korrespondieren. Die Kurve II, deren Gestalt durch die Verwendung einer relativ dicken, scherverformbaren Kernschicht nach der Ausführungsform nach Fig. 2 bedingt ist, zeigt innerhalb eines breitenFrequenzbandes einen zur Abszissenachse praktisch parallelen mittleren Abschnitt P', wogegen die
Kurve ! ein ausgeprägtes Maximum aufweist. Von den an den Abschnitt P'beiderseits anschliessenden, ab- fallenden Kurvenabschnitten liegt der rechtsseitige in vielen Fällen im Bereich so hoher Frequenzen, dass   ein Einfluss   dieses Abfalles praktisch nicht beobachtet wird.

   Die schalldämmende Wirkung solcher Platten ist lediglich im Bereiche tiefer Frequenzen begrenzt. 



   Bei Verwendung von dämpfenden Kernmaterialien 15 der vorstehend beschriebenen Art wurde festge- stellt, dass in dem Frequenzbereich, in dem die Geschwindigkeit der Querwelle im wesentlichen durch den
Schermodul G des Kernmaterial 15 bestimmt wird, der Verlusttangens des aus den Deckschichten 10,13 und der zwischen diesen liegenden Kernschicht 15 aufgebauten Körpers praktisch ebenso gross ist wie jener der distanzierenden Kernschicht 15. Die Beziehung zwischen der Scherwellengeschwindigkeit   cs   und dem
Schermodul G und der Masse pro Flächeneinheit p der Plattenkonstruktion entspricht im wesentlichen der
Beziehung- 
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Bei einem derartigen Aufbau entspricht dieDämpfung der Platte im wesentlichen dem Verlusttangens des Kernes, so dass das Kernmaterial wirksam als Dämpfungsmedium ausgenützt ist. 



   In den strichlierten Kurven der Fig. 5 und 6 ist das experimentell ermittelte Verhalten eines Verbundkörpers veranschaulicht, der aus zwei 3, 2 mm dicken, etwa 38 mm breiten Stahlblechstreifen 10, 13 und einer zwischen ihnen angeordneten, etwa 25 mm dicken Kernschicht 15 aus relativ hartem plastischem Wachs besteht. Die mit "gemessene Geschwindigkeit" bezeichnete Kurve in Fig. 5 spiegelt den Einfluss des im wesentlichen geradlinigen Abschnittes   P'. Zum   Vergleich mit dem Verhalten in demselben Frequenzbereich bei Ausnutzung nur der statischen Biegesteifigkeit sind die berechneten Werte der Fortpflanzungsgeschwindigkeit als voll ausgezogene Linie in dem gleichen Diagramm eingetragen. 



   In Fig. 6 sind die durch Versuche ermittelten Werte des Verlusttangens des oben erwähnten, geschichteten Streifens den an bekannten Streifen ermittelten, frequenzabhängigen Tangenswerten gegenübergestellt. Der Verlusttangens   11   der erfindungsgemäss aufgebauten Streifenkonstruktion hatte im Frequenzbereich von 200 bis 2000 hz durchschnittlich den Wert 0, 128, war also konstant und stimmte mit dem Verlusttangens des Kernmaterials 15 fast überein. Daraus geht hervor, dass die Steifigkeit des Verbundkörpers der Fig. 2 in diesem Frequenzbereich praktisch von der Schersteifigkeit des Kernes 15 bedingt ist. 



   Weitere Abänderungen, beispielsweise die Verwendung anderer Plattenmaterialien und bekannter 

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 schwingungsdämpfender Kernmaterialien oder-ausbildungen. die wie vorstehend erläutert so proportioniert und bemessen sind, dass sich vor allem eine Fortpflanzung von Scherwellen ergibt, sind für den Fachmann naheliegend und liegen im Bereich des in den Ansprüchen gekennzeichneten Erfindungsgedankens. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Schwingungsdämpfendes Bau- oder Konstruktionselement mit zwei in einem Abstand voneinander angeordneten steifen Deckschichten und einer zwischen diesen untergebrachten Kernschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Schichten zu einer bei statischer Belastung biegungssteifen Einheit verbunden sind und die Masse   per Flächeneinheit der Kernschicht   der Summe der Massen per Flächeneinheit der beiden Deckschichten wenigstens gleich ist.

Claims (1)

1. 2. Schwingungsdämpfendes Bau- oder Konstruktionselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernschicht aus scherungsverformbarem plastischem Material besteht.

   3. SchwingungsdämpfendesBau- oder Konstruktionselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Material der Kernschicht thermoplastisch ist.

   4. Schwingungsdämpfendes Bau- oder Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten aus Metall bestehen.