DE1802005B2 - Daempfungselement - Google Patents

Description

4S

Die Erfindung betrifft ein Dämpfungselement, das zum Verbinden von zwei Bauteilen dient, zwei zur mechanischen Verbindung der Bauteile dienende Anschlußglieder und ein die Anschlußglieder verbindendes elastisches Verbindungsglied enthält und zum Vermindern der Übertragung von Körperschall zwischen den beiden Bauteilen ausgebildet ist.

Die Dämpfung von mechanischen Schwingungen an der Obergrenze des Hörbereiches bereitet erfahrungsgemäß Schwierigkeiten.

Diese Schwierigkeiten haben grundsätzliche Ursachen. Bei den bekannten mechanischen Dämpfungselementen der Technik, gleichgültig öl: ,ils Strömungsoder Stoffdämpfimg ausgebildet, ist grundsätzlich ein Dämpfungsglied parallel zu einem zur l.agebestimmung unumgänglichen elastischen Verbindungsglied angeordnet. Dadurch entsteht aber zwangsläufig ein mechanisches Filter, das Selektionseigenschaften hat und dessen Dämpfungskonstiinte an die jeweilige elastische Konstante des elastischen Verbindungsgliedes anzupassen ist. Durch das elastische Verbindungsglied — dieses kann auch ersatzweise aus der Feile rwirkung einer Schaumstoffdämpfung bestehen, atso mit dem Dämpfungsmittel eine stoffliche Einheit bilden — werden deshalb, wenn das Filter eine niedrige Resonanzfrequenz hat, entweder im Nebenschluß die weit außerhalb der Resonanzfrequenz liegenden Schwingungen als Körperschall wenig gedämpft weitergeleitet, oder die Dämpfung darf, im Falle der stofflichen Einheit von Dämpfungsmittel und Feder, wegen der geforderten Weichheit nur gering sein, so daß in jedem Fall die Dämpfung hoher Frequenzen unzureichend ist.

Es ist zwar möglich, durch Hintereinanderschaltung mehrerer Filter mit den gewünschten Bereich überdekkenden Filterwirkungen beispielsweise den gesamten Hörbereich akustischer Schwingungen zu dämpfen. Dieser Aufwand ist jedoch sehr hoch.

Es ist bereits ein elastisches Verbindungselement zur Dämpfung von Schall und Vibrationen bekannt, bei dem ein gespaltener Ring, der aus einem metallischen Band besteht, das bereits als solches als Radialkupplunsantrieb bekannt ist, in einer ringförmigen Aushöhlung zweier Scheiben vorgesehen ist, wobei der leere Zwischenraum mit einer nicht festen Masse ausgefüllt ist (FR-PS 7 74 445).

Bei diesem Verbindungselement kann sich die nicht feste Masse, die nur elastisch ist, lediglich in einer Richtung ausdehnen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Dämpfungselement zu schaffen, bei dem sich die nicht feste Masse in drei Dimensionen bewegen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein plastischer Stoff mit hoher innerer Reibung mit großflächiger Berührung auf dem Verbindungsglied aufliegt.

Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß das elastische Verbindungsglied, wenn es dünn ist, einerseits eine sehr große Oberfläche hat, an dem die Reibungskräfte des Stoffes hoher innerer Reibung gut angreifen können und andererseits der für die unerwünschte Übertragung verantwortliche Kern des elastischen Verbindungsgliedes klein wird. Dadurch ist der Einfluß der Übertragungsrandbedingungen für den Kern sehr stark und damit eine im Kern des elastischen Verbindungsgliedes laufende Schallwelle so weitgehend gedämpft, daß eine longitudinal Übertragung nicht mehr möglich ist. Der Körperschall kann sich also nur über den Stoff hoher innerer Reibung ausbreiten. Hier werden jedoch die hochfrequenten Amplituden stark gedämpft.

Damit ist ein Bauteil entstanden, das zwar mechanisch aus einer Parallelschaltung eines Dämpfungsgliedes und eines elastischen Verbindungsgliedes besteht, akustisch aber als reiner Serienwiderstand wirkt. Es kann überall dort Verwendung finden, wo Körperschallschwingungen kleiner Amplitude gedämpft werden sollen, vorzugsweise bei elektroakustischen Anordnungen, wie Plattenspielern u. dgl.

In einer ersten Weiterbildung der Erfindung liegt das elastische Glied auf dem Stoff hoher innerer Reibung und kleiner Elastizitätskonstanten auf.

In einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist das elastische Verbindungsglied in den Stoff hoher innerer Reibung eingebettet. Der Vorteil dieser Anordnung Hegt darin, daß die Reibung am elastischen Verbindungsglied erhöht ist.

In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besteht das elastische Verbindungsglied aus einer gummielastischen Membran.

Durch ein·; solche Anordnung entsteht ein einfaches Bauelement.

Wenn eine geringere Anforderung an die Dämpfung gestellt wird, ist eine Anordnung hinreichend, bei der das elastische Verbindungsglied aus Filz besteht In dieser Anordnung wird die Schallübertragung innerhalb der dünnen Einzelfasern durch den anliegenden Stoff hoher innerer Reibung eliminiert und die Luft als Übertragungsnebenschluß ausgeschlossen. Der Aufbau dieser Anordung ist besonders einfach.

In einer Weiterentwicklung der Erfindung sind ein Filzzylinder und eine gummielastische Membran in Richtung der Lastki äfte in Serie geschaltet

In dieser Anordnung ist der Weg der Störschwingungen innerhalb des Stoffes hoher innerer Reibung ohne Vergrößerung der Abmessungen des Bauteils verlängert.

In einer anderen Weiterentwicklung der Erfindung ist das Dämpfungseiement in Richtung der Lastkräfte in Serie mit einem an sich bekannten Dämpfungsglied mit Strömungsciämpfung geschaltet.

Dieses Bauelement wirkt als Stoß- und Dämpfungsfiiter über einen sehr weiten Frequenzbereich.

In der schematischen Zeichnung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Dämpfungselement im Schnitt,

Fig.2 eine Amplitudenverteilung in elastischen Verbindungsgliedern verschiedener Dicke,

F i g. 3 ein Dämpfungselement mit topfförmigem Anschlußglied.

F i g. 4 ein Dämpfungselement mit eingebettetem elastischem Verbindungsglied,

F i g. 5 ein Dämpfungselement mit Filzzylinder,

F i g. 6 ein Dämpfungselement mit verschiedenen Dämpfungsmittel,

F i g. 7 ein Dämpfungselement mit Stoßfilter.

In Fig. 1 ist 1 ein mit einem Plattenspieler verbundenes Anschlußglied. 2 ein beispielsweise mit einem Plattenspielergehäuse 200 verbundenes Anschlußglied, zwischen denen sich eine durch eine dünne Membran 4 allseitig umschlossene Substanz 3 hoher innerer Reibung und kleiner Elastizitätskonstanten, beispielsweise eine plastische, also rückstellfreie Kunststoffmasse wie etwa Teer, Plastilin, iionigartige Substanzen, wie zähflüssiges öl u. dgl. als Dämpfungsmittel befindet. Unter Belastung verdrängen die Anschlußglieder 1 und 2 das Dämpfungsmittel 3, bis die Membran so stark gespannt ist, daß ihre Spannung das Gewicht des mit dem Anschlußglied 2 verbundenen Bauteils 200 gerade ausgleicht.

Den Einfluß der Dicke des elastischen Verbindungsgliedes auf die Schallübertragung zeigt F i g. 2 in einem vergrößerten Schnitt durch das elastische Verbindungsglied. Die Amplituden A einer Schwingung sind an den zum Dämpfungsmittel 3 hin liegenden Oberflächen 400 des elastischen Verbindungsgliedes 40 durch den Einfluß des Dämpfungsmittels zwar bedampft, im Kern des Verbindungsgliedes aber nahezu unbeeinflußt Im Verbindungsglied 4 hingegen ist die Amplitude A 1 unmittelbar durch die Oberfläche 400 gedämpft und nimmt in Übertragungsrichtung 5 zunächst auf die Amplitude A 2 und dann weiter bis auf 0 ab, wenn die Membran hinreichend ausgedehnt ist Dieser Fall tritt bereits nach wenigen Millimetern ein, wenn die Dämpfungskonstante des Dämpfungsmittels 3 sehr hoch ist

In F i g. 3 ragt in einen als Anschlußglied dienenden topfförmigen Behälter 1 ein als zweites Anschlußglied dienender Stempel 2, Behälter 1 und Stempel 2 sind an Befestigungsstellen 41 und 42 durch die dünne elastische Membran verbunden. Wird der Stempel 2 belastet, dann verdrängt er die Substanz 3 hoher innerer Reibung. Das Dämpfungsmitte} drückt sich gegen die Membran 4 und spannt diese, bis die Membranspannung das Gewicht des Chassis gerade aufhebt Dadurch wird eine gute mechanische Kupplung zwischen Dämpfungsmittel und Membran sowie eine Zentrierung von Anschlußglied 1 und 2 zueinander gewährleistet. Die Festigkeit der Membran 4 ist auch hier für das Gewicht des Chassis auszulegen. Zwischen Behälter 1 und Stempel 2 liegt ein Abstand D, der durch den Schall überbrückt werden muß, wenn eine akustische Kopplung zwischen Behälter 1 und Stempel 2 eintreten soll.

In F i g. 4 ist das elastische Verbindungsglied durch einen Filzzylinder 14 ersetzt, das Dämpfungsmittel 3 schließt — wenn es in den Zylinder 14 eindringen kann und ausreichend adhäsiv ist — die Einzelfäden des Filzes 1 und wirkt entsprechend F i g. 2.

In F i g. 5 ist das elastische Verbindungsmittel 4 durch ein Dämpfungsmittel 3 und ein Dämpfungsmittel 30 beschichtet. Dadurch ist die Dämpfung im elastischen Verbindungsmittel verstärkt.

In F i g. 6 sind die Eigenschaften des Dämpfungsmittels 30 verschieden von denen des Dämpfungsmittels 3.

In Fig. 7 ist ein Dämpfungsmittel mit einem an sich bekannten Stoßfilter kombiniert. Diese Anordnung entsteht dadurch, daß das Dämpfungsmittel 30 eine sehr hohe innere Reibung hat, während das Dämpfungsmittel 13 etwas von öliger Konsistenz ist. Ein von den Dämpfungsmitteln unbedeckter Teil 24 der Membran 4 übernimmt die Wirkung eines im wesentlichen ungedämpften elastischen Verbindungsgliedes, auf das die Viskosität des Dämpfungsmittels 13, beispielsweise zur Erreichung des aperiodischen Grenzfalles, angepaßt ist. Teil 24 kann auch durch eine metallische Schraubenfeder ersetzt werden.

Das so entstandene Stoß- und Dämpfungsfilter nimmt Stöße über die Feder 24 in Verbindung mit Dämpfungsmittel 13 auf und dämpft durch Dämpfungsmittel 13 und 30 den Körperschall hoher Frequenzen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Dämpfungselement, das zum Verbinden von zwei Bauteilen dient, zwei zur mechanischen Verbindung der Bauteile dienende Anschlußglieder und ein die Anschlußglieder verbindendes, elastisches Verbindungsglied enthält und zum Vermindern der Übertragung von Körperschall zwischen den beiden Bauteilen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein plastischer Stoff (3) mit hoher innerer Reibung mit großflächiger Berührung auf dem Verbindungsglied (4; 14; 24) aufliegt

2. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Verbindungsglied (4) zwischen einem Anschlußglied (1, 2) und dem plastischen Stoff (3) hoher innerer Reibung vorgesehen ist.

3. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied (4) in einer Dimension eine sehr geringe Abmessung hat und daß auf den beiden größeren Flächen des elastischen Verbindungsgliedes (4) der plastische Stoff (3) hoher innerer Reibung vorgesehen ist.

4. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Verbindungsglied (4) aus einer gummielastischen Membran besteht.

5. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Verbindungsglied (14) aus Filz besteht.

6. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Verbindungsglied aus einer gummielastischen Membran (4/24) und einem Filzzylinder (14) besteht und daß die Membran (4/24) und der Filzzylinder (14) hinsichtlich des Hauptkraftflusses in Reihe geschallet sind.

7. Dämpfungselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Membran (4) auf einer Seite mit einer Flüssigkeit (13) öliger Konsistenz Berührung hat.