DE1093623B - Einrichtung zur Daempfung der Biegebewegungen einer Flaeche - Google Patents

Einrichtung zur Daempfung der Biegebewegungen einer Flaeche

Info

Publication number
DE1093623B
DE1093623B DEB48248A DEB0048248A DE1093623B DE 1093623 B DE1093623 B DE 1093623B DE B48248 A DEB48248 A DE B48248A DE B0048248 A DEB0048248 A DE B0048248A DE 1093623 B DE1093623 B DE 1093623B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
thickness
damping
modulus
elasticity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEB48248A
Other languages
English (en)
Inventor
Edward Michael Kerwin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bolt Beranek and Newman Inc
Original Assignee
Bolt Beranek and Newman Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bolt Beranek and Newman Inc filed Critical Bolt Beranek and Newman Inc
Publication of DE1093623B publication Critical patent/DE1093623B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/02Energy absorbers; Noise absorbers
    • F16L55/033Noise absorbers
    • F16L55/0336Noise absorbers by means of sound-absorbing materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/04Devices damping pulsations or vibrations in fluids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Description

  • Einrichtung zur Dämpfung der Biegebewegungen einer Fläche Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Dämpfung der Biegebewegungen einer Fläche.
  • Seit langer Zeit sind zahlreiche Versuche zur Dämpfung der Schwingungen von schwingungsfähigen Flächen wie beispielsweise den metallischen oder sonstigen Begrenzungsflächen oder Gehäusewänden von Schwingungen und Geräusche erzeugenden mechanischen, elektromechanischen, umlaufenden oder sich in anderer Weise bewegenden Geräten oder der Körper oder Teile von Fahrzeugen wie Automobil-, Eisenbahn- oder Luftfahrzeugen und Teilen derselben gemacht worden. Diese Arbeiten hatten das Beseitigen der Störung oder der sonstigen unerwünschten Auswirkungen der Übertragung der Schwingungen oder des Geräusches durch die schwingungsfähigen Flächen zum Gegenstand. Außerdem kann die Ermüdung des Metalls oder der anderen Teile durch Begrenzen ihrer Biegebewegungen oder Schwingungen verhindert werden. Wenn die Flächen in wirksamer Weise in ihren Schwingungsbewegungen gedämpft werden können, ist dieses Ziel natürlich erreichbar.
  • So ist beispielsweise vorgeschlagen worden, die Flächen zwecks Unterbindung ihrer Schwingungen mit Schichten aus Dämpfungsmaterial zu überziehen. Jedoch bedingt die zur Erzielung wirksamer Ergebnisse erforderliche Dicke der Dämpfungsschicht in nachteiliger Weise eine sehr unerwünschte Zunahme an Masse oder Gewicht, Volumen und Abmessungen, die beispielsweise in Verbindung mit Luftfahrzeugen und deren Geräten u. dgl. von besonderer Bedeutung sein kann. Außerdem ist es schwierig, durch alle Teile einer dick aufgetragenen Dämpfungsschichthindurch einen einheitlichen Härtungs-oder Trocknungsgrad und somit in der ganzen Schicht die gewünschten einheitlichen Eigenschaften zu erzielen. Ein anderer Vorschlag brachte das Unterbinden oder Unterdrücken der Schwingungsbewegung beispielsweise einer dünnen Wandfläche durch ihr Versteifen mit Hilfe einer weiteren bei Kontraktion biegsamen, jedoch hinsichtlich Expansion nicht dehnbaren oder streckbaren Wandfläche, beispielsweise aus Asbest, Holzstoff, Sperrholz od. dgl. Dieser Vorschlag hat sich jedoch als von recht begrenzter Wirksamkeit in der Praxis erwiesen, da die Eigenschaft der fehlenden Streckbarkeit des Wandüberzugs der Vernichtung mechanischer Schwingungsenergie entgegenwirkt und diese verhindert. Eine weiter vorgeschlagene Lösung dieses Problems bezog sich auf das Überziehen der schwingungsfähigen Fläche mit einer Folie waffelartigen Dämpfungsmaterials, die auf der Fläche befestigt ist oder diese nur in Abständen an ihr anliegend bedeckt, und in einigen Fällen auf das Versteifen des Dämpfungsmaterials mit einem steifen Filz oder einer dünnen Metallwand u. dgl. Da die mechanische Energie der Schwingungsbewegung der Fläche unmittelbar auf die an der Fläche befestigten Teile des Dämpfungsmaterials übertragen wird, ist dieser Vorschlag noch unwirksamer als eine vollständige Bedeckung mit Dämpfungsschichten, und seine Verwirklichung unterliegt wiederum den gleichen Mängeln wie diese.
  • Es sind bereits Wärmeisolierungen für Wandungen von Fahrzeugen bekannt, bei denen unter Verwendung blanker Metalloberflächen und einer unterteilten Luftisolierschicht im Innenraum einer Doppelwand besondere plattenartige Isolierkörper aus nicht metallischemWerkstoff angeordnet sind, die mit Metalloberflächen versehen sind und Vorsprünge zur weiteren Unterteilung der Lufträume aufweisen. Diese bekannten Wärmeisolierungen eignen sich aber nicht für die Schalldämmung, da die bei ihr gebildeten Hohlräume als Resonatoren wirken und die Metallbelegung der besonderen Isolierkörper neben der durch sie bedingten Komplizierung und Versteuerung der Dämpfungsstruktur ebenfalls Veranlassung zu geräuschverstärkenden Resonanz-, insbesondere Klirrerscheinungen geben können.
  • Schallschutzschichten sind an sich in den verschiedensten Formen und aus den verschiedensten Werkstoffen bekannt. Dies gilt insbesondere für poröse Stoffe, deren Poren mit Gasen hoher Wärmeleitfähigkeit und kleinen Schallwellenwiderstandes gefüllt sind, um die Eigenschaften hoher Wärmeleitfähigkeit und hoher Schalldämmung zu vereinigen.
  • Es ist ein Ziel der Erfindung, eine verbesserte Einrichtung zur Dämpfung der Biegebewegungen einer Fläche mit einer durch starr an ihr befestigte Abstandshalter mit ihr verbundenen Schicht aus einem von dem der Fläche abweichenden Werkstoff anzugeben, die keinen der vorstehend beschriebenen Mängel des bisher bekannten Standes der Technik aufweist und dagegen durch eine viel leichtere und raumsparende Bauweise die wünschenswerten, den durch sehr dicke Dämpfungsmaterialschichten erzielbaren gleichwertigen Dämpfungsergebnisse ermöglicht. Insgesamt wurde dieses Ergebnis dadurch erzielt, daß die Schicht dehnbar und zusammendrückbar ist und einen größeren mechanischen Verlustfaktor als die Fläche sowie einen durch eine komplexe Funktion darstellbaren Elastizitätsmodul aufweist.
  • Die weiteren Gegenstände der Erfindung sind nachstehend erläutert und insbesondere in den Ansprüchen hervorgehoben.
  • Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt Fig.l eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Teilansicht, die die Biegebewegung einer in Übereinstimmung mit einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung aufgebauten Dämpfungseinrichtung veranschaulicht, Fig. 2 eine graphische Darstellung der Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 1, Fig. 3, 4 und 5 Ansichten von abgeänderten, den in Fig. 1 dargestellten ähnlichen Ausführungsformen und Fig. 6 eine weitere graphische Darstellung, die die der Erfindung zugrunde liegenden optimalen Konstruktionsbereiche aufzeigt.
  • In Fig.1 wird ein beispielsweise eine Wand eines Maschinengehäuses, eine flache Wand oder eine sonstige Fläche eines Fahrzeugkörpers oder eine beliebige Biegebewegungen unterworfene Fläche darstellender Flächenkörper 1 im Augenblick seiner Biegung nach oben in ausgezogenen und in seinem normalen Zustand in gestrichelten Linien dargestellt. Der Fläche 1 ist eine Dämpfungsschicht 3 zugeordnet, die, wie nachstehend beschrieben, mit der Fläche in der Weise mechanisch gekoppelt ist, daß sie gezwungen wird, sich mit dieser zu biegen. Der Ausdruck »Schicht«, wie er in der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendet wird, ist so zu verstehen, daß er nicht nur eine einzige Werkstofflage, sondern auch mehrere Lagen oder zusammengesetzte Teile aus Dämpfungsmaterial bezeichnen soll. Wenn die Dämpfungsschicht 3 unmittelbar als ein Überzug oder als eine Bedeckung auf die Fläche 1 oder auf Teile derselben, wie vorstehend erläutert, aufgetragen worden wäre, müßte sie, um ein wirksames Dämpfungsmittel zu bilden, verhältnismäßig dick sein. In Fig. 1 müßte die Schicht 3 sich beispielsweise über die ganze Fläche 1 erstrecken. Dies wirft nicht nur, wie vorstehend erläutert, die Probleme einer gleichmäßigen Härte oder sonstiger einheitlicher Eigenschaften über alle Abschnitte der dicken Schicht, sondern auch das Problem der zulässigen Masse oder des Gewichtes, des Volumens und der Größe der Dämpfungseinrichtung auf. Es wurde jedoch festgestellt, daß, sofern das Schichtmaterial 3 besonderer Art ist und gewisse kritische Eigenschaften für den vorliegenden Zweck aufweist, der äußere Abschnitt einer solchen dicken Schicht zu der hauptsächlichen Dämpfungswirkung beiträgt unter Ausschluß der zwischen ihm und der Fläche 1 liegenden restlichen Abschnitte der Schicht. Die restlichen, zwischen ihrem äußeren Abschnitt und der Fläche 1 liegenden Abschnitte der dicken Schicht tragen jedoch in der Hauptsache zu der unerwünschten Masse oder dem unerwünschten Gewicht sowie zu dem Volumen und der Größe bei.
  • Gemäß der Erfindung werden deshalb die restlichen Abschnitte der dicken Schicht zwischen ihrem äußersten Abschnitt und der Fläche 1 fortgelassen und durch Abstandshaltemittel5 mit geringem Gewicht ersetzt, die eine verhältnismäßig dünne, nur dem äußeren Abschnitt einer vorstehend beschriebenen dicken Schicht entsprechende Schicht 3 halten. Die Masse oder das Gewicht der Dämpfungsbehandlung und gewünschtenfalls auch das Volumen und die Größe werden so merklich verringert. Außerdem wird das in der Schaffung einheitlicher Eigenschaften über die gesamte Dicke einer starken Schicht hinaus liegende Problem beseitigt. Da sich jedoch, wie vorstehend erwähnt, herausgestellt hat, daß die dünne, dem äußeren Abschnitt einer sich unmittelbar an die Fläche 1 anschließenden dicken Schicht entsprechende Schicht 3, vom praktischen Standpunkt aus gesehen, zu der Gesamtdämpfungswirkung beiträgt, ist ihre Wirkung der beim Vorhandensein dicker Dämpfungsschichten angestrebten Dämpfungswirkung völlig gleichwertig. Deshalb kann, indem man die Schicht 3 immer weiter von der Fläche 1 entfernt, jedoch mechanisch mit dieser gekuppelt anbringt, eine sich allmählich steigernde, immer dickeren Schichten gleichwertige Dämpfung erreicht werden, jedoch ohne das Vorhandensein der Masse oder des Gewichtes dieser dicken Schichten. Wo also die Abmessungen von nicht so großer Bedeutung sind, kann man die Dämpfung einer Dämpfungsschicht gewisser Dicke dadurch wesentlich verbessern, daß man sie in einem Abstand von der Fläche 1 anbringt, aber mechanisch mit ihr gekoppelt hält.
  • Unter Bezugnahme auf die experimentell ermittelte graphische Darstellung nach Fig. 2 ist der Biege- oder mechanische Verlustfaktor ji (dimensionslos) der zusammengesetzten Bauweise nach Fig.l als Funktion der in Hz an den Abszissen aufgetragenen Biegungsfrequenz f an den Ordinaten aufgetragen. Die untere Kurve stellt die mit einer 3 mm dicken Dämpfungsschicht erreichbaren Ergebnisse dar, wobei die Dämpfungsschicht aus einer ohne Zwischenlegen des Abstandshaltekörpers 5 unmittelbar auf eine 6 mm dicke kalt gezogene Stahlplatte 1 aufgetragenen handelsüblichen Automobil-Spachtelsubstanz besteht, wie sie nach dem heutigen Stand der Technik gelehrt wird. Für den beispielsweise maßgebenden Frequenzbereich von 700 bis 900 Hz wurde der Schwingungsverlustfaktor il in der Größenordnung von 1,2 - 10-3 ermittelt. Wenn jedoch eine identische Platte 1 mit einem starr aufgekitteten Abstandshaltemedium 5 aus Schaumpolystyrol versehen wird, das zum Erzeugen einer größeren Steifheit in einer Richtung senkrecht zur Platte 1 aus später zu erläuternden Gründen geschlitzt und 12 bis 13 mm dick ist, und auf dessen Oberseite die gleiche 3 mm dicke Dämpfungsschicht aufgeklebt ist, wird ein stark verbesserter, zehnfach größerer, d. h. im genannten Frequenzbereich in der Größenordnung von 1,1 . 10-Q liegender Biegungsverlustfaktor ii erreicht. Es wird also außerdem etwa ein Viertel bis ein Drittel des Gewichtes einer gleichwertigen dicken Dämpfungsschicht erreicht.
  • Wie vorstehend angegeben, muß zum Erzielen des der Erfindung zugrunde liegenden Phänomens der Werkstoff der Schicht 3 besonderer Art sein. Es muß erstens im Gegensatz zu dem vorerwähnten, bisher bekannten nicht dehnbaren Versteifungsflächenmaterial, wie beispielsweise Papier oder Gewebe u. dgl., die erfindungsgemäße Schicht sowohl zusammendrückbar als auch dehnbar sein, wie insbesondere in Fig. 1 gezeigt, um die Schwingungsenergie vernichten zu können. Darüber hinaus muß der Werkstoff der Schicht 3 einen mechanischen oder Biegungsverlustfaktor aufweisen, der größer, vorzugsweise viel größer ist als der der Fläche 1, da die Schicht 3 sonst die mechanische Energie nicht wesentlich besser vernichten wird als die Fläche 1 selbst. Jedoch selbst das ist nicht ausreichend. Zum Erzielen von wirklich wirksamen Energieverlusten muß eine wesentliche Nachwirkung im Material erreicht werden können. Der Elastizitätsmodul des Werkstoffes der Schicht 3 muß dementsprechend im Gegensatz zu Papier, Gewebe, gewissen Fasern und Holzprodukten und zu Metallen wie Stahl, Aluminium, Magnesium usw. durch eine komplexe mathematische Funktion mit einem wesentlichen, im Vergleich zu dem wirklichen reellen Teil der Funktion nicht vernachlässigbaren imaginären Faktor darstellbar sein. Nur unter diesen Bedingungen wird das Material 3 bei periodischer Beanspruchung einer physikalischen Dehnungs- oder Kontraktionsverformung unterliegen, die mit der die Verformung bewirkenden Kraft phasenungleich ist, wodurch eine wesentliche mechanische Nachwirkung (Hysteresiswirkung) entsteht, die das Material 3 mechanisch in einem für den Zweck der Erfindung geeigneten Ausmaß verlustbehaftet macht. Zu den den Anforderungen an die Schicht 3 genügenden Werkstoffen gehören beispielsweise die nachstehend beschriebenen viskoelastischen oder Kunststoffverbindungen, wie gefüllte hochpolymere thermoplastische Werkstoffe, und die vorstehend erwähnten Spachtehnassen, aufgelegte Schichten aus Dämpfungsstreifen, getränkte Filzstoffe und, wo das Gewicht nicht von Bedeutung ist, selbst ein Metall wie Blei, um nur einige zu nennen. Für die Praxis ist jedoch festgestellt worden, daß der Biegeverhustfaktor % des Werkstoffes der Schicht 3 vorzugsweise der nachfolgenden Einschränkung unterliegen soll: 772 > 0,1 . (1) Das Steifheitsverhältnis a des unabhängig einstellbaren Elastizitätsmoduls E2 der Schicht 3 zum Elastizitätsmodul El der Platte 1 ist als vorzugsweise innerhalb des Bereiches liegend bestimmt worden.
  • Die Ausbildung der Abstandshaltemitte15 unterliegt wichtigen Einschränkungen. Wie die in ihren Schwingungen zu dämpfende, einen vernachlässigbaren Biegungsverlustfaktor aufweisende Fläche 1 haben die Abstandshaltemittel 5 vorzugsweise ebenfalls einen vernachlässigbaren Biegungsverlustfaktor. Die Abstandshaltemittel 5 müssen nicht nur starr an der Fläche 1, sondern auch an der Schicht 3 befestigt werden, damit sie eine feste mechanische Kopplung dieser beiden ermöglichen, wodurch die bei der Biegebewegung der Fläche 1 entstehende mechanische Energie der dehnbaren und zusammendrückbaren, mechanisch mit Verlust behafteten Schicht 3 zugeführt und in dieser absorbiert wird. Ferner ist zu diesem Zweck, wie vorstehend erwähnt, die Steifheit der Abstandshaltemittel5 vorzugsweise in Richtung von der Fläche 1 zur Schicht 3 größer gewählt als in einer orthogonal dazu verlaufenden Richtung. Wenn außerdem der Elastizitätsmodul der Abstandshaltemittel5 in Richtung von der Fläche 1 zur Schicht 3 nicht größer als der (und im Grenzfall etwa gleich dem) Elastizitätsmodul der Schicht 3 ist, kann eine wirksame Kopplung nicht erzielt werden. Aus Gewichts- oder Masserücksichten sollten die Abstandshaltemittel 5 auch leicht sein. Demzufolge nehmen die Abstandshaltemittel in Fig. 1 die veranschaulichte Form von Leichtmetall, Pappe oder sonstigen wabenförmigen Bauarten an mit getrennt voneinander liegenden, als Stützen dienenden und die Schicht 3 in Abstand von der Fläche 1 haltenden Zellen, wobei durch das Verkitten mit der Fläche 1 und das Verkleben mit der Schicht 3 zwischen der Fläche 1 und der Schicht 3 eine steife mechanische Kopplung erzielt wird. In einigen Fällen, in denen es beispielsweise erwünscht ist, den Werkstoff der Schicht 3 auf die freie Oberseite der Abstandshaltestützen zu sprühen, können die Abstandshaltemittel5 Dämpfungsmaterial enthalten. Um nur wenige andere Möglichkeiten zu nennen, können auch andere Arten von Spreiz- und ähnlichen Stützen, wie beispielsweise der vorstehend erwähnte verhältnismäßig starre schaumartige Kunststoff Schaumpolystyrol u. dgl., verwendet werden. Es gibt einige Substanzen, z. B. Polyurethan, die durch unterschiedliche Behandlung entweder als ein dehnbares und zusammendrückbares, mit Verlust behaftetes Material oder als ein starres »schaumartiges« Abstandshaltemittel verwendet werden können. Dadurch, daß eine mit Verlust behaftete äußere Schicht 3 und ein innerer Bereich 5 (Abstandsmaterial) mit starren Eigenschaften vorgesehen werden, kann eine einheitliche Bauweise 3-5 erreicht werden. Es können auch andere Hilfsmittel, wie beispielsweise entweder durch Abspalten, durch starkes Sandstrahlen oder sonstiges Entfernen von Werkstoff aus der Fläche 1, oder umgekehrt, durch Aufbringen von Abstandshaltevorsprüngen auf dieser Fläche als Abstandshalter 5 dienende Vorsprünge in der Fläche 1 verwendet werden, worauf man dann den Werkstoff 3 der Schicht auf die Abstandshaltemittel aufträgt. In allen Fällen hält das Abstandshaltemittel 5 die äußere Schicht 3 etwa parallel oder in feststehendem Abstand zu der Fläche 1. Die Abstandshaltemittel 5 können außerdem auch gleichzeitig wärmeisolierende Aufgaben haben, wie es z. B. beim vorerwähnten Schaumpolystyrol u. dgl. der Fall ist.
  • Es gibt bei der Erzielung der wertvollen erfindungsgemäßen Ergebnisse auch Grenzen hinsichtlich der relativen Abmessungen der Fläche 1, der Abstandshaltemittel 5 und der Schicht 3. Bei der Dämpfungsschicht 3 wird die unterste Grenze durch die dünnste herstellbare Schicht bestimmt, während die unterste Grenze für das Abstandshaltematerial 5 dadurch bestimmt wird, daß das Anbringen der Schicht 3 in sehr geringer Entfernung von der Schicht 1, mit Ausnahme vielleicht einiger Anwendungsmöglichkeiten zur Beseitigung von Ermüdungserscheinungen, einen vergleichsweise geringfügigen Nutzen erbringt. Andererseits wird die maximale Dicke des Abstandshaltekörpers durch die praktische Erwägung bestimmt, wieviel die Fläche überstehen darf oder kann, während die maximale Dicke der Schicht durch Faktoren wie Masse oder Gewicht und das Erzielen einheitlicher Eigenschaften durch die ganze Schicht hindurch bestimmt wird.
  • Experimente und Untersuchungen haben gezeigt, daß zum Erzielen der Ergebnisse der Erfindung in einem praktisch verwendbaren Umfang das Verhältnis e der Dicke h2 der Schicht 3 zur Dicke hl der Platte 1 etwa innerhalb des Bereiches und das Verhältnis a der Dicke, Breite oder des Abstandes h3 der Abstandshaltemittel 5 zur Dicke hl der Platte 1 etwa innerhalb des Bereiches liegen. Zur weiteren Veranschaulichung wird darauf hingewiesen, daß im Falle von Anwendungsarten, bei denen die Abmessungen und das Gewicht begrenzt sind, wie beispielsweise für Fahrzeugeinrichtungen einschließlich Luftfahrzeugen, Geschossen, Schiffen und Torpedos, um nur einige zu nennen, mit Wänden u. dgl. aus Stahl oder Aluminium, vorzugsweise Dämpfungsmaterial3 nach Art gefüllter Polymere, wie das von der Firma H. L. Blackford, Newark, New Jersey, auf den Markt gebrachte »Aquaplas« mit nachfolgenden konstanten Grenzwerten 2)a = 0,1 .+- 0,5, verwendbar ist.
  • Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, die die Kurven veranschaulicht, die die Grenzen der oben beschriebenen, vorzugsweise in Betracht kommenden Arbeitsbereiche wiedergeben und in ein zweidimensionales Koordinatensystem eingetragen sind, das aus einer das Modulverhältnis a darstellenden Ordinate und einer das Dickenverhältnis e zwischen der Schicht und der Fläche darstellenden Abszisse besteht. Der Bereich zwischen der oberen Kurve I und der der am weitesten links gelegenen Kurve zunächst liegenden Kurve I' stellt den optimalen Konstruktionsbereich für a = 3 dar. Rechts der Kurve I existiert ein Bereich überdimensionierter Bauweisen, in dem der Punkt der Abnahme der Grenzausbeute für eine gesteigerte Dicke oder einen gesteigerten Abstand von der Fläche zur Schicht erreicht ist, d. h., für eine größere Schichtdicke oder für größere Abstände zwischen Fläche und Schicht wird nur noch eine unbedeutende zusätzliche Dämpfung erzielt. Außerdem ist von der Kurve I' nach links für a = 3 nur eine unbedeutende Dämpfung erzielbar. In gleicher Weise sind in Fig. 6 die jeweiligen Bereiche für eine optimale Bauweise zwischen den Kurven II und II' für a = 10 bzw. zwischen den Kurven III und III' für a = 0,3 angegeben. Diese Kurven sind das Ergebnis einer theoretischen, experimentell wie in Fig. 2 bestätigten Analyse, die das nachfolgend aufgeführte annähernde Verhältnis zwischen den vorstehend definierten, in den erfindungsgemäßen Bauarten enthaltenen Variablen zeigt: Da außerdem, wie vorher erwähnt, eine von der Fläche 1 weiter entfernte Schicht eine größere Dämpfung ergibt, kann man gewünschtenfalls durch Verwendung um ein geringes Maß dickerer, voneinander getrennter Schichtsegmente eine einer kontinuierlichen Schicht 3 gleichwertige Dämpfungswirkung erzielen. Dies beugt der Notwendigkeit einer gleichmäßigen Bedeckung vor. Demzufolge ist in Fig. 3 eine Mehrzahl von etwa parallelen, mit Zwischenraum zueinander angeordneten Schichtstreifen oder -ripsensegmenten 3' vorgesehen, die in der Darstellung von dem vorstehend beschriebenen starren schaumartigen Material s' getragen werden und eine Dämpfung in einer Richtung erzeugen. Dies kann gerade in dem Falle zweckmäßig sein, da die Schicht, wie in Fig. 5, unmittelbar auf der Fläche 1 befestigt wird. Andererseits wird in Fig. 4 durch sich etwa rechtwinklig schneidende Gruppen oder Gitter von Schichtstreifensegmenten 3' und 3" eine Dämpfung in zwei Richtungen erzielt. Gewünschtenfalls kann das Abstandsmaterial s auch Gitterform haben. Falls gewünscht, können mit Gruppen von Schichtsegmenten, die sich so schneiden, daß sie gleichzeitige, nicht dargestellte Dreiecke bilden, Dämpfungswirkungen in allen Richtungen erzielt werden.
  • Die Erfindung kann auf jede beliebige Art von biegsamer Fläche und nicht nur auf das Plattenmetall oder die anderen Wandflächen oder die vorstehend beschriebenen Flächen angewendet werden. Als weiteres Beispiel sind auch Glas- oder sonstige lichtdurchlässige Flächen zu erwähnen, die Schwingungsbewegungen unterworfen sind. Wenn in Fig. 1 die Fläche 1 eine lichtdurchlässige Fläche, d. h. in beliebigem Umfang transparent oder durchscheinend ist, ist es zweckmäßig, wenn die Schicht 3 und die Abstandshaltemittel5 ebenfalls lichtdurchlässig sind. Beispielsweise können im Falle einer Glasfläche 1 die Abstandshaltemittel5 lichtdurchlässige Plexiglasstützen enthalten, und kann die Schicht 3 lichtdurchlässiger, viskoelastischer Klebstoff sein, wie er bei Sicherheitsglas verwendet wird, oder viskoelastisches Polyäthylen.

Claims (14)

  1. PATENTANSPROCHE: 1. Einrichtung zur Dämpfung der Biegebewegungen einer Fläche mit einer durch starr an ihr befestigte Abstandshalter mit ihr verbundenen Schicht aus einem von dem der Fläche abweichenden Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (3) dehnbar und zusammendrückbar ist und einen größeren mechanischen Verlustfaktor als die Fläche sowie einen durch eine komplexe Funktion darstellbaren Elastizitätsmodul aufweist.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (5) als voneinander getrennte Zellen ausgebildet sind (Fig.4).
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen (5) wabenförmig angeordnet sind.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter aus einem starren schaumartigen Werkstoff bestehen (Fig. 3).
  5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastizitätsmodul der Abstandshalter (5) in Richtung von der Fläche (1) zur Schicht (3) gleich oder größer ist als der der Schicht.
  6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (3) in voneinander getrennte Segmente (3', 3") aufgeteilt ist.
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (3') etwa parallel zueinander angeordnet sind. B.
  8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (3', 3") sich winklig schneiden.
  9. 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Verlustfaktor der Schicht (3) gleich oder größer ist als 0,1 und daß der Elastizitätsmodul der Schicht zwischen etwa der Hälfte und etwa einem Hunderttausendstel des Elastizitätsmoduls der Fläche (1) liegt.
  10. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Schicht (3) zwischen dem etwa 0,03- bis etwa 30fachen Wert der Dicke der Fläche (1) liegt, während der Abstand der Schicht von der Fläche zwischen etwa dem 0,3- bis etwa 30fachen der Dicke der Fläche liegt.
  11. 11. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Verlustfaktor der Schicht (3) unter etwa 0,5 liegt und ihr Elastizitätsmodul größer als etwa drei Tausendstel des Elastizitätsmoduls der Fläche ist.
  12. 12. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daB die Dicke der Schicht unter dem etwa 3fachen der Dicke der Fläche (1) und der Abstand zwischen dem etwa 0,5- und dem etwa 20fachen dieser Dicke liegt.
  13. 13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (3) aus viskoelastischen Verbindungen, aufgelegten Schichten aus Dämpfungsstreifen oder gefüllten hochpolymeren thermoplastischen Werkstoffen besteht.
  14. 14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (1), die Schicht (3) und die Abstandshalter (5) lichtdurchlässig sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 479 726, 726 933, 931682; »Kunststoffet, Bd. 43 (1913), Heft II, S. 446 bis 454.
DEB48248A 1957-04-23 1958-03-19 Einrichtung zur Daempfung der Biegebewegungen einer Flaeche Pending DE1093623B (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US1093623XA 1957-04-23 1957-04-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1093623B true DE1093623B (de) 1960-11-24

Family

ID=22327253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEB48248A Pending DE1093623B (de) 1957-04-23 1958-03-19 Einrichtung zur Daempfung der Biegebewegungen einer Flaeche

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1093623B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1196433B (de) * 1960-12-29 1965-07-08 Minnesota Mining & Mfg Einrichtung zum Daempfen von Schwingungen
DE1303368B (de) * 1962-11-03 1972-01-20

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE479726C (de) * 1926-09-30 1929-07-22 Rohrbach Metall Flugzeugbau G Flugzeug mit von Hohlwaenden umschlossenen Raeumen
DE726933C (de) * 1940-11-17 1942-10-22 Messerschmitt Boelkow Blohm Waermeisolierung fuer Wandungen von Fahrzeugen, insbesondere Luftfahrzeug-Hoehenkammern
DE931682C (de) * 1952-09-28 1955-08-16 Hellmuth Dr Phil Nat Etzold Schallschutzschicht mit hoher Schalldaemmung und hoher Waermeleitung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE479726C (de) * 1926-09-30 1929-07-22 Rohrbach Metall Flugzeugbau G Flugzeug mit von Hohlwaenden umschlossenen Raeumen
DE726933C (de) * 1940-11-17 1942-10-22 Messerschmitt Boelkow Blohm Waermeisolierung fuer Wandungen von Fahrzeugen, insbesondere Luftfahrzeug-Hoehenkammern
DE931682C (de) * 1952-09-28 1955-08-16 Hellmuth Dr Phil Nat Etzold Schallschutzschicht mit hoher Schalldaemmung und hoher Waermeleitung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1196433B (de) * 1960-12-29 1965-07-08 Minnesota Mining & Mfg Einrichtung zum Daempfen von Schwingungen
DE1303368B (de) * 1962-11-03 1972-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2408028C3 (de)
EP0531761B1 (de) Absorber
DE3044865C2 (de)
DE8201511U1 (de) Mehrschichten-Schalldämmplatte für Kraftfahrzeuge od.dgl.
DE1126684B (de) Einrichtung zur Daempfung der Biegebewegungen einer Flaeche
DE2264976B2 (de) Schallisolierende Trennwand
DE3219339C1 (de) Flaechiges Element zur Luftschall-Absorption
DE202007017699U1 (de) Trennwandelement
DE1250202B (de) Einrichtung zur Dampfung der Biegeschwmgungen einer Flache
DE1409914A1 (de) Platte u.dgl. mit hoher Schalldaemmung
EP0605784A1 (de) Akustikplatte
EP0365908B1 (de) Rolladenstab zur Verwendung in schallgedämpften Rolläden
DE202014104104U1 (de) Gefüllte Metallsandwichstruktur
DE3513662A1 (de) Schalldaempfeinrichtung
DE1093623B (de) Einrichtung zur Daempfung der Biegebewegungen einer Flaeche
EP3935624B1 (de) Schallabsorber, bauwerk und verwendung eines schallabsorbers
DE2043400A1 (de) Schalldammende Verkleidungsplatte
EP0447797A2 (de) Schalldämmbauteil
DE1484019A1 (de) Schalldaempfangs-Trennwand
DE1303368B (de)
DE2607603A1 (de) Traeger, insbesondere vlies zur schalldaemmung
DE2739748A1 (de) Schallschluckende platte
DE102019111088B4 (de) Sandwichpaneel mit angepasstem Schalldämmmaß und dessen Verwendung
DE202009003774U1 (de) Schalungselement
DE2437238C3 (de) LuftschaUabsorbierende und -dämmende Verkleidung für Lärmerzeuger