DE1182862B - Element zur kombinierten Koerperschall- und Schwingungsisolierung - Google Patents

Description

• Element zur kombinierten Körperschall-und Schwingungsisolierung Die Erfindung betrifft ein Dämpfungselement zur Schall- und Schwingungsisolierung zwischen einer stationären Maschine bzw: einem Körperschallstrahler und dem Fundament, einer Wand od. dgl., bestehend aus mehreren Schichten von abwechselnd strukturfest-verlustarmen und plastisch-verlustbehafteten Werkstoffen, sogenannten Verbund- oder Sandwichplatten. Es sollen damit sowohl akustische als auch mechanische Schwingungen gedämpft werden.
• Für diesen Zweck werden vorzugsweise Gummielemente verwendet, weil Metallfedern aller Art, die für Zwecke der Schwingungsisolierung, also für die Frequenzen bis etwa 100 Hz gut geeignet sind, den Nachteil haben, daß sie bei höheren Frequenzen vornehmlich auf Grund von Biegewellenresonanzen wieder durchlässig werden.
• Da die Metallfedern eine Reihe von anwendungstechnischen Vorteilen aufweisen, unter anderem weitgehend genaue Vorausberechnung und Vorausbestimmung der Federcharakteristik, sind sie nicht durch das Gummielement verdrängt worden. Man hilft sich vielmehr damit, z. B. die Stahl-, Bronzefeder u. dgl. mit einer oder mehreren dämpfenden Schichten -sogenannte Antidröhnmaterialien - zu überziehen, damit eine ausreichende Isolierung für höhere Frequenzen, d. h. für Körperschall, gewährleistet ist. Die auf diese Weise erzielten Resultate sind jedoch unbefriedigend, so daß- diese Art zu dämpfen nur als Behelf angesehen werden kann.
• Es ist außerdem bekannt, zur Körperschall-, d. h. Biegewellendämpfung mehrschichtige Platten, Rohre u. dgl. zu verwenden, die in einer bevorzugten Konstruktion aus zwei Metallplatten und einer dazwischenliegenden Kunststoffschicht mit hohen inneren Verlusten bestehen. Derartige Platten und Rohre besitzen jedoch kein eigentlich federndes Element zur Schwingungsisolierung, so daß eine Kombination von Metallfedern zur Schwingungsisolierung mit Mehrschichtplatten, -rohre u. ä., auch Sandwichplatten bzw. -rohre genannt, zur Körperschallisolierung gegebenenfalls erforderlich sind. Diese Anordnung ist meistens sehr umständlich und auch teuer, da oft große Maschinenflächen mit Sandwichplatten bzw. langen Sandwich-Rohrleitungen erstellt werden müssen.
• Ferner ist ein schalldämmender und schallschlukkender Bauteil bekannt, der eine Mehrzahl von aus Drahtgewebe, Drahtgeflecht od. dgl. bestehende hintereinandergeschaltete Lagen aufweist, von denen mindestens eine, zweckmäßig eine äußere, mit plastisch bleibenden Bitumen überzogen ist, unter Trennung dieser Lage durch elastische Zwischenschichten, z. B. aus Luft oder Filz oder ähnlichen Stoffen. Dieser Bauteil eignet sich nicht zur Schwingungsisolierung von z. B. Maschinen, weil den elastischen Schichten und somit dem ganzen Bauteil die notwendige Steifigkeit fehlt, um gegebenenfalls hoch belastet werden zu können.
• Erfindungsgemäß wird zur Beseitigung dieser Nachteile ein Dämpfungselement vorgeschlagen, bestehend im wesentlichen aus mehreren Schichten von abwechselnd strukturfesten und plastischen Werkstoffen, das als lasttragende Feder ausgebildet ist, mit wenigstens einer verlustarmen Schicht aus an sich bekanntem hochelastisch federndem biegesteifem Werkstoff.
• Unter verlustarmen Schichten sind solche zu verstehen, die auf Grund ihres Gefügeaufbaus keine größere Körperschall bzw. Biegewellendämpfung verursachen, d. h. den Körperschall gut leiten.
• Der Erfindungsgegenstand dient gleichzeitig der Dämpfung mechanischer und akustischer Schwingungen und kann bezüglich der Federungscharakteristik weitgehend genau dem jeweiligen Belastungsfall vorausbestimmt und angepaßt werden.
• In einer bevorzugten Ausführung soll die federnde Schicht aus Metall sein, z. B. Zinnbronze, Federstahl bzw. einer Kupferlegierung u. dgl. Die Verwendung anderer Werkstoffe, auch von Nichtmetallen, z. B. Holz oder Glasfasern, ist möglich.
• Ferner soll vorzugsweise wenigstens eine Deckschicht aus einem federnden, d. h. strukturfesten Werkstoff bestehen. Das ist besonders dann erwünscht, wenn die Deckschicht hohen spezifischen Drücken oderähnlichen mechanischen Belastungen ausgesetzt ist.
• In einer bevorzugten Ausführung sollen beide Deckplatten gleiche Stärke aufweisen und aus gleichem Werkstoff sein. Das hat den weiteren Vorteil, daß gegebenenfalls symmetrisch gestaltete Dämpfungselemente von beiden Seiten gleich hoch belastet werden können.
• Bei Deckenplatten verschiedenen Werkstoffs kann dagegen das Stärkeverhältnis unterschiedlich vorzugsweise gleich oder kleiner (3) sein. Die Zwischen-bzw. Kernschicht kann aus einem Polymerisat, z. B. Copolymerisat des Polyvinylchlorids hergestellt sein, wodurch eine Dämpfung bis zu 60 dB/m bei 1000 Hz erzielbar ist.
• Die Anwendung des Erfindungsgegenstandes soll nicht nur auf dem Gebiet der stationären Maschine beschränkt sein, vielmehr können auch Geräte und sonstige Teile unter Zwischenschaltung des erfindungsgemäßen Dämpfungselementes, z. B. auf dem Fundament, an die Seitenwand oder Decke eines Schiffes, eines Eisenbahnwagens od. dgl. befestigt bzw. gehängt werden.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus dem zeichnerisch dargelegten Ausführungsbeispiel zu entnehmen. Es zeigen F i g. 1 und 1 a den Aufbau einer erfindungsgemäßen federnden Verbundplatte, F i g. 2 eine aus zwei V-förmig gebogenen Blättern zusammengesetzte Feder, deren offene Enden sich gegenüber liegen, F i g. 3 eine zylinderförmig zusammengebogene Feder zur Schwingungs- und Körperschallisolierung horizontaler Rohrleitungen, F i g. 4 die gleiche Feder, mit zwei Aufhängedüsen versehen, zur Montage abgehängter Decken, F i g. 5 eine mäanderförmige Sandwich-Bandfeder, wie sie zur Abfederung ganzer Bauteile Verwendung findet, und F i g. 6 ein wellenförmig gebogenes Sandwich-Blattfederband, wie es zur Körperschall- und Schwingungsisolierung vertikaler Rohrleitungen Verwendung finden kann.
• In F i g. 1 ist ein dreischichtiges Sandwich-Federelement dargestellt. Die dämpfende Kunststoffschicht 1 befindet sich als Kernlage zwischen zwei strukturfesten Platten 2 und 3. Gemäß der Erfindung soll wenigstens eine dieser Platten 2, 3 aus einem hochelastischen federnden Werkstoff; vorzugsweise aus Federstahl, sein. Ist das Dämpfungselement z. B. besonderen chemischen Einflüssen unterworfen, so kann ebenso eine Feder aus einer entsprechenden Metallegierung, bzw. aus nicht metallischen Werkstoffen, Verwendung finden.
• Die zweite Deckplatte kann aus dem gleichen federnden Werkstoff oder z. B. aus gewöhnlichem Walzblech hergestellt sein. Es ist ferner vorteilhaft, insbesondere dann, wenn die beiden Deckplatten 2 und 3 aus gleichem Werkstoff bestehen, diese gleich stark vorzusehen, weil dadurch höchste Dämpfung erzielt wird. Sind dagegen die Deckschichten aus verschiedenem Werkstoff, so kann es z. B. unter Umständen zweckmäßig sein, von der Gleichheit abzuweichen, wobei die Stärke der Deckschichten höchstens ein Verhältnis 1:3 aufweisen soll.
• Die Verbundplatte in F i g. 1 a ist fünfschichtig und entspricht im wesentlichen der F i g. 1. Die Mittelschicht 4 ist bezüglich Werkstoff den Schichten 2 und/oder 3 gleichzusetzen.
• Die in F i g. 1 und 1 a dargestellten Verbundplatten, -bänder u. dgl. können in beliebiger Form, d. h. als flaches gewölbtes und gebogenes Gebilde 7 entsprechenden Einsatz finden. Einige Beispiele veranschaulichen die F i g. 2 bis 6.
• In F i g. 2 wird ein Dämpfungselement gezeigt, das aus mehreren Einzelfedern 5 und 6 zusammengesetzt ist. Die Verbindung kann in bekannter Weise, d. h. lösbar bzw. fest erfolgen. Entscheidend ist, daß die Federlänge zwischen Auflagepunkt und abzufederndem Objekt hinreichend groß ist, damit eine ausreichende Körperschalldämpfung erzielt wird.
• Es sei noch erwähnt, daß die einzelnen Schichten - auch die federnde Schicht - auf der gesamten Anliegefläche festhaftend miteinander verbunden sein müssen.
• Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf die dargelegten Beispiele. Die Feder kann beliebig geformt sein, ebenso ist eine Kombination verschiedener Federn möglich.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Dämpfungselement zur Schall- und Schwingungsisolierung zwischen einer stationären Maschine bzw. einem Körperschallstrahler und dem Fundament, einer Wand od. dgl., bestehend aus mehreren Schichten von abwechselnd strukturfest-verlustarmen und plastisch-verlustbehafteten Werkstoffen, sogenannte Verbund- oder Sandwichplatte, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement eine lasttragende Feder mit wenigstens einer verlustarmen Schicht aus an sich bekanntem hochelastisch federndem biegesteifem Werkstoff ist.
2. 2. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Schicht aus einem Metall, z. B. Zinnbronze, Stahl, Kupferlegierungen u. dgl. besteht.
3. 3. Dämpfungselement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Deckschicht aus federndem Werkstoff besteht.
4. 4. Dämpfungselement nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Deckplatten gleiche Stärke aufweisen und aus gleichem Werkstoff sind.
5. 5. Dämpfungselement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stärkeverhältnis der Deckplatten verschiedenen Werkstoffes gleich oder kleiner (3) ist.
6. 6. Dämpfungselement wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die plastisch verlustbehafteten Zwischen- bzw. Kernschichten aus einem Polymerisat bestehen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 1039 759, 668 539.