Einrichtung zur Geräuschminderung bei schwingenden Körpern Um bei schwingenden Körpern, z. B. den Be hältern elektrischer Apparate, vorzugsweise von Transformatoren, das durch die Magnetostriktion des Eisenkerns hervorgerufene, für die Umgebung sehr störende Geräusch zu vermindern, wurden bekannt lich schon verschiedenartige Massnahmen ergriffen.
So versuchte man die Schallausbreitung in Richtung der schallgefährdeten Orte durch den schwingenden Körper umgebende Wälle, Wände, besondere Umklei- dungen usw. abzulenken, oder man versuchte die Geräusche mittels sogenannter Helmholtz-Resona- toren zu bekämpfen. Auch schallschluckende Um- kleidungen, insbesondere Doppelwände am schwin genden Körper sowie auf den schwingenden Kör pern aufgesetzte Dämpfungsmittel wurden für die Geräuschminderung vorgeschlagen.
Auch wurde schon versucht, den zum Schwingen neigenden Körper konstruktiv so auszubilden, dass er weniger zum Schwingen kam. All diese vorgenannten Massnahmen sind teuer, weil sie einen erheblichen Aufwand an Material bzw. teueren Konstruktionen erfordern. Dar über hinaus ist mit ihnen nur eine teilweise und viel fach nicht befriedigende Schallbekämpfung erreich bar.
Hier soll die Erfindung, die zwar auch mit Dämp- fungsgliedern arbeitet, in einfacher und billiger Weise dadurch Abhilfe schaffen, dass die Dämpfungsglieder als vom schwingenden Körper aus in Schwingung ver setzte mechanische Schwingungsglieder ausgebildet sind. Die Schwingungsglieder, die zweckmässig in oder nahezu in Resonanz schwingen, können dabei verschiedenartige Form, insbesondere Plattenform, haben und können vor allem mit durch ihre innere Reibung zu dämpfen bestimmten Stoffen, z. B. Gummi, belegt sein.
Sie sind vorteilhaft mit dem schwingenden Körper, z. B. einer Kesselwand, mittels eines vorzugsweise mittig an ihnen angreifenden Stiftes (Erregerstift) starr verbunden. Auf dem Erregerstift, insbesondere an dessen freiem Ende, kann nur eine Platte oder Streifen befestigt sein; es können aber ebensogut auch mehrere Platten oder Streifen über einanderliegend an ihm angeordnet sein. Dabei kön nen diese Platten oder Streifen in ihrer Form und Grösse so gewählt sein, dass die Resonanzfrequenz gleich oder nahezu gleich der Frequenz des erregenden schwingenden Körpers ist.
Auf der Zeichnung sind in den Fig. 1 bis 4 ver schiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung ge zeigt.
In der Fig. 1 ist mit 1 eine Behälterwand ange deutet, an der mechanische Schwingungsglieder 2 auf gesetzt sind. Diese bestehen, wie die Fig. 2 erkennen lässt, je aus einem vorzugsweise dünnen, mit einem Belag 4 aus einem bekannten Dämpfungsstoff, z. B. Gummi, versehenen Eisenblechstreifen 3. An der Mitte des Streifens 3 greift ein an der Behälter wand 1 irgendwie befestigter, z. B. angeschweisster, aufgeschraubter, aufgelöteter Stift 5 (Erregerstift) an und schafft so eine feste Verbindung zwischen Be hälterwand 1 und Streifen 3.
Der Blechstreifen 3 ist in seiner Grösse und Form so gewählt und durch den aufgelegten Dämpfungsbelag 4 so eingestellt, dass er in Resonanz mit der Erregerfrequenz der Behälterwand 1 schwingt. Dadurch ergibt sich ein Energieentzug wie bei den für den gleichen Zweck bereits vorgeschla genen Dämpfungsteilen, die aus Gummi gefertigt waren.
Weil auch bei den metallenen Schwingungs gliedern 2 eine gewisse Walkarbeit stattfindet, ergibt sich eine unmittelbare Energievernichtung. Mit den Schwingungsgliedern lassen sich noch relativ kleine Erregeramplituden wirksam bekämpfen, da man es durch entsprechende Bemessung des Dämpfungs- belages 4 leicht in der Hand hat, eine genügend grosse Schwingamplitude, so wie sie jeweils zur Energievernichtung notwendig ist, in Resonanz mit der schwingenden Wand 1 einzustellen.
Bei Verwen dung von Blechstreifen als Dämpfungsglieder kann man mehrere solcher Streifen übereinanderliegend auf dem gleichen Erregerstift 5 anordnen, wie dies in Fig. 2 bei 6 und 7 gestrichelt angedeutet ist. Vorteilhaft hier bei ist, dass dann diese Streifen so in ihrer Form bzw. Grösse gewählt werden können, dass sie mit ver schiedenen, also von der Eigenfrequenz des Streifens 3 abweichenden Eigenfrequenzen schwingen können.
Die Schwingungsglieder können selbstverständlich auch andersartig ausgeführt sein, z. B. können sie insbesondere aus runden Platten 10, wie dies die Fig. 3 erkennen lässt, gefertigt sein;
auch diese runden Platten sind mit Dämpfungsbelägen versehen und sind in ihrer Mitte mit dem auf dem schwingenden Kör per befestigten Erregerstift 11 verbunden,. Bei in die ser Weise aufgebauten Schwingungsgliedern, bei denen gleichfalls mehrere und insbesondere verschie den gross ausgeführte Scheiben übereinanderliegend auf dem Erregerstift 11 sitzen können, ist es möglich, durch Interferenzbildung im Luftschall mit einer Phasenverschiebung von 180 von dem Schwingungs glied aus die gleiche Frequenz bzw.
das gleiche Fre- quenzgemisch, wie es von dem erregenden schwin genden Körper abgestrahlt wird, auszustrahlen, weil bei aus Rundplatten bestehenden Schwingungsgliedern die ungedämpften Plattenschwingungen bei einer Eigenfrequenz, die unterhalb der Erregerfrequenz liegt, stets um 180 gegenüber der erregenden Schwin gung des schwingenden Körpers verschoben sind. Dies ist aus dem Schaubild nach Fig. 4 ersichtlich, wo 12 die Kurve für die Luftschallschwingung des schwin genden Körpers darstellt und die Kurve 13 die um l80 versetzte Luftschallschwingung der an dem schwingenden Körper angebrachten Schwingungs glieder.
Da der Abstand der Platten der Schwingungs glieder vom schwingenden Körper, z. B. einer Be hälterwand, stets klein sein wird gegenüber der Wel lenlänge der auftretenden Schwingung, kann für beide Schallquellen, nämlich Behälterwand und Schwin gungsglieder der gleiche Ausgangspunkt angenommen werden, so dass in der Tat die Bedingungen für eine Schallunterdrückung gegeben sind. Im allgemeinen wird man bereits auskommen, wenn man bei vier eckigen Behältern zwei gegenüberliegende Seiten wände mit Schwingungsgliedern ausstattet und diese an den Wänden vorzugsweise gleichmässig verteilt an ordnet. Für die Schwingungsglieder haben sich Platten mit einem Durchmesser von etwa 250 mm als beson ders brauchbar herausgestellt, wenn man diese 30 bis 40 mm vor der schwingenden Behälterwand anordnet.
Durch Wahl der Resonanzfrequenz der Schwingungs glieder dicht unterhalb der Erregerfrequenz des schwingenden Körpers kann man für die Energiever nichtung durch Walkarbeit eine möglichst grosse Amplitude erreichen, und in der Nähe der Resonanz ergibt sich die grösste mit 180-Phasenverschiebung abstrahlende Fläche auf der Platte. Die Dämpfung der Schwingungsglieder nach Fig. 3 richtet sich nach der zur Interferenzbildung im Luftschall günstigsten Luft schallamplitude. Wenn die Schwingungsglieder gleich mässig vor dem schwingenden Körper verteilt wer den, ergibt sich vor diesem, z.
B. einer Kesselwand, gewissermassen eine zweite Wand, die körper- und luftschallhemmend ist und die bei entsprechender Auswahl der Dämpfungsbeläge noch eine gewisse Schallabsorption aufweist.
Device for noise reduction in vibrating bodies In order to be used in vibrating bodies, e.g. B. the loading containers of electrical equipment, preferably transformers, to reduce the noise caused by the magnetostriction of the iron core, very annoying noise for the environment, various measures have already been taken known Lich.
For example, attempts were made to deflect the sound propagation in the direction of the sound-endangered locations by the surrounding walls, walls, special cladding, etc., or attempts were made to combat the noises using so-called Helmholtz resonators. Sound-absorbing casings, in particular double walls on the vibrating body and damping means placed on the vibrating body, have also been proposed for noise reduction.
Attempts have also been made to constructively design the body that tends to vibrate in such a way that it vibrates less. All of these aforementioned measures are expensive because they require a considerable amount of material and expensive constructions. In addition, they only partially and often unsatisfactory noise suppression can be achieved.
The invention, which also works with damping members, is intended to provide a remedy in a simple and inexpensive manner in that the damping members are designed as mechanical vibration members which are set in vibration from the vibrating body. The vibrating members, which expediently vibrate in or almost in resonance, can have various shapes, in particular plate shapes, and can be used primarily with certain substances to be dampened by their internal friction, e.g. B. rubber, be occupied.
They are advantageous with the vibrating body, e.g. B. a boiler wall, rigidly connected by means of a preferably centrally acting pin (exciter pin). Only one plate or strip can be attached to the exciter pin, in particular at its free end; but it can just as well be arranged on it several plates or strips one above the other. The shape and size of these plates or strips can be selected so that the resonance frequency is the same or almost the same as the frequency of the exciting vibrating body.
In the drawing, various embodiments of the invention are shown in FIGS. 1 to 4, GE.
In Fig. 1, 1 is a container wall is indicated, on which mechanical vibrating members 2 are set. These consist, as shown in FIG. 2, each of a preferably thin, with a covering 4 made of a known damping material, for. B. rubber, provided sheet iron strip 3. At the center of the strip 3 engages a wall on the container 1 somehow attached, z. B. welded, screwed, soldered pin 5 (exciter pin) and thus creates a firm connection between loading container wall 1 and strip 3.
The size and shape of the sheet metal strip 3 is selected and adjusted by the damping lining 4 placed thereon so that it oscillates in resonance with the excitation frequency of the container wall 1. This results in an energy withdrawal as in the damping parts already proposed for the same purpose, which were made of rubber.
Because a certain flexing work also takes place in the metal vibration members 2, there is an immediate destruction of energy. With the vibration members, relatively small excitation amplitudes can still be effectively combated, since by appropriately dimensioning the damping lining 4 it is easy to have a sufficiently large vibration amplitude in resonance with the vibrating wall 1, as is necessary for the destruction of energy adjust.
When using sheet metal strips as damping members, several such strips can be arranged one above the other on the same exciter pin 5, as indicated by dashed lines in FIG. 2 at 6 and 7. The advantage here is that these strips can then be selected in terms of their shape or size so that they can vibrate with different natural frequencies, that is to say deviating from the natural frequency of the strip 3.
The vibrating members can of course also be designed differently, for. B. they can in particular be made of round plates 10, as shown in FIG. 3;
These round plates are also provided with damping pads and are connected in their middle to the exciter pin 11 attached to the vibrating body. In the case of vibrating members constructed in this way, in which several and in particular different large disks can sit on top of one another on the exciter pin 11, it is possible to generate the same frequency or frequency from the vibrating member by forming interference in airborne sound with a phase shift of 180.
to emit the same frequency mixture, as it is emitted by the exciting vibrating body, because in vibration members consisting of round plates, the undamped plate vibrations at a natural frequency that is below the excitation frequency are always shifted by 180 compared to the exciting vibration of the vibrating body are. This can be seen from the diagram according to FIG. 4, where 12 represents the curve for the airborne sound oscillation of the vibrating body and the curve 13 represents the airborne sound oscillation, offset by 180, of the vibration members attached to the vibrating body.
Since the distance between the plates of the vibrating members from the vibrating body, for. B. a loading container wall will always be small compared to the Wel len length of the vibration occurring, the same starting point can be assumed for both sound sources, namely container wall and vibration members, so that in fact the conditions for sound suppression are given. In general, you will get by if you equip two opposite side walls with vibrating members in four angular containers and these are preferably evenly distributed on the walls. For the vibrating members, plates with a diameter of about 250 mm have been found to be particularly useful if they are arranged 30 to 40 mm in front of the vibrating container wall.
By choosing the resonance frequency of the vibrating elements just below the excitation frequency of the vibrating body, the greatest possible amplitude can be achieved for destroying energy through flexing, and in the vicinity of resonance there is the largest radiating area on the plate with a 180-phase shift. The damping of the vibrating members according to FIG. 3 depends on the most favorable air sound amplitude for the formation of interference in airborne sound. If the vibrating members evenly distributed in front of the vibrating body who the, results in front of this, for.
B. a boiler wall, to a certain extent a second wall, which is structure- and airborne sound-absorbing and which still has a certain sound absorption with appropriate selection of the damping linings.