DE19517619C1

DE19517619C1 - Schwingungsabsorber zur Dämpfung von Körperschallschwingungen

Info

Publication number: DE19517619C1
Application number: DE1995117619
Authority: DE
Inventors: Oskar Dr Bschorr; Klaus Zimmermann
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1995-05-13
Filing date: 1995-05-13
Publication date: 1996-06-20
Anticipated expiration: 2015-05-14

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsabsorber zur Dämpfung von Körperschallschwingungen mit mindestens einem Wellenleiter, welcher eine Dämpfungsmasse aufweist, deren Elastizitätsmodul auf einen Frequenzbereich der Körperschallschwingungen abgestimmt ist.

Derartige Schwingungsabsorber sind beispielsweise aus der DE-OS 22 29 420 oder DE 31 13 268 C2 bekannt. Während in der erstgenannten Schrift der Wellenleiter aus einem homogenen Material besteht, ist dieser in der zweitgenannten Schrift aus einer in Wellenlaufrichtung abwechselnden Schichtfolge von flexiblen Federelementen und festen Masseelementen zusammengesetzt. Zur Dämpfung ist der Wellenleiter gemäß DE-OS 22 29 420 mit einer Kunststoffschicht versehen; bei dem Schwingungsabsorber gemäß DE 31 13 268 C2 bestehen die Federelemente aus einer Kunststoffschicht, welche gleichzeitig die Dämpfung übernimmt. Ein besonderes Problem derartiger Schwingungsabsorber besteht in der großen Temperaturempfindlichkeit der dämpfenden Kunststoffschicht, da sich deren Elastizitäts- und Verlustmodul mit der Temperatur stark ändert, so daß die optimalen Dämpfungseigenschaften solcher Schwingungsabsorber auf einen relativ schmalen Temperaturbereich begrenzt sind.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Schwingungsabsorber der o.g. Art zu schaffen, der in einem größeren Temperaturbereich wirksam ist.

Diese Aufgabe wird durch einen nach Patentanspruch 1 ausgebildeten Schwingungsabsorber gelöst.

Vorteilhafterweise werden die unterschiedlichen Temperaturverläufe des Elastizitäts- und Verlustmoduls von zwei oder mehreren Dämpfungsmassen so ausgewählt, daß sich über einen großen Temperaturbereich ein annähernd gleicher Elastizitäts- und Verlustmodul der gesamten Dämpfungsmasse ergibt. Konstruktiv einfach läßt sich dies für einen Wellenleiter aus einer Schichtfolge von Masseelementen und Dämpfungsschichten dadurch lösen, daß mindestens zwei benachbarte Dämpfungsschichten einen unterschiedlichen Temperaturverlauf des Elastizitäts- und Verlustmoduls aufweisen. Somit besteht jede Schicht aus einer homogenen, eindeutig in ihren Eigenschaften definierbaren Dämpfungsmasse, wobei die Gesamtanordnung jedoch in einem erweiterten Temperaturbereich eine optimale Dämpfung erbringt.

Für einen Schwingungsabsorber mit einem homogenen Wellenleiter entsprechend DE-OS 22 29 420 ist vorteilhafterweise eine Beschichtung aus zwei Dämpfungsmassen mit unterschiedlichem Temperaturverlauf des Elastizitäts- und Verlustmoduls geeignet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren teilweise schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen homogenen, hornteilförmigen Wellenleiter und

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen als Schichtfolge aufgebauten Wellenleiter.

Der in Fig. 1 dargestellte, an einer zu bedämpfenden Struktur 10 kraftschlüssig angebrachte Schwingungsabsorber 11 weist zwei deckungsgleich übereinanderliegende, hornteilförmige Wellenleiter 12.1 und 12.2 auf, zwischen denen eine Dämpfungsmasse 13 aus Kunststoff eingebracht ist. Diese Dämpfungsmasse besteht aus zwei symmetrisch zur Längsachse des Hornteils angeordneten Teilmassen 13.1 und 13.2, welche einen unterschiedlichen Temperaturverlauf des Elastizitäts- und Verlustmoduls aufweisen. Die Teilmassen können auch bezüglich der Wellenlaufrichtung hintereinander angeordnet sein, wobei dann die Teilmasse, welche sich näher an der zu dämpfenden Struktur befindet einen höheren Elastizitätsmodul aufweist, als die andere Teilmasse. Derartige Dämpfungsmassen bestehen üblicherweise aus einem Kunststoff mit einem Weichmacher, über dessen Anteil sich der Temperaturverlauf des Elastizitäts- und Verlustmoduls einstellen läßt. Die Temperaturverläufe der beiden Teilmassen 13.1 und 13.2 sind so eingestellt, daß beispielsweise in einem unteren Temperaturbereich die Teilmasse 13.1 den gleichen Elastizitäts- und Verlustmodul aufweist wie die Teilmasse 13.2 in einem darüberliegenden, unmittelbar angrenzenden Temperaturbereich. Somit zeigt der Schwingungsabsorber in dem gesamten, aus den beiden oben beschriebenen Temperaturbereichen zusammengesetzten Bereich annähernd gleiche, auf den jeweils vorgesehenen Temperaturbereich der Körperschallschwingungen optimal abgestimmte Dämpfungseigenschaften.

Der in Fig. 2 dargestellte Schwingungsabsorber 21 weist einen Wellenleiter auf, der in Wellenlaufrichtung aus einer abwechselnden Schichtfolge von flexiblen Federelementen 22.1 bzw. 22.2 und festen Massenelementen 23, z. B. aus Metall, besteht. Dieser Schwingungsabsorber ist akustisch "weich" an die zu bedämpfende Struktur 20 angekoppelt. Die schichtförmigen Federelemente 22.1 bzw. 22.2 bestehen aus einem Kunststoff, der gleichzeitig Dämpfungseigenschaften aufweist. Dabei sind der Elastizitäts- und Verlustmodul der Schichten 22.1, welche sich näher am zu dämpfenden Objekt 20 befinden, auf eine tiefere Arbeitstemperatur eingestellt, als die Schichten 22.2 am anderen Ende des Absorbers. Die Temperaturbereiche sind wiederum so ausgewählt, daß sie sich möglichst nahtlos aneinanderreihen.

Selbstverständlich können bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 und 2 noch weitere, auf unterschiedliche Temperaturbereiche abgestimmte Teildämpfungsmassen verwendet werden. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Abstimmung der Dämpfungsmassen auch auf andere Formen von Wellenleiter zur Anwendung kommen. Weiterhin kann durch die Verwendung eines temperaturfesten Materials für die erste, der zu dämpfenden Struktur nächstliegenden Schicht der Dämpfungsmasse, der Schwingungsabsorber hochtemperaturfest gestaltet werden.

Claims

1. Schwingungsabsorber zur Dämpfung von Körperschallschwingungen mit mindestens einem Wellenleiter, welcher eine Dämpfungsmasse aufweist, deren Elastizitäts- und Verlustmodul auf die Impedanz einer zu dämpfenden Struktur abgestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsmasse mindestens zwei Teilmassen (13.1, 13.2; 22.1, 22.2) mit unterschiedlichem Temperaturverlauf des Elastizitäts- und Verlustmoduls aufweist.

2. Schwingungsabsorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Teilmasse (13.1, 22.1) in einem ersten Temperaturbereich einen annähernd gleichen Elastizitäts- und Verlustmodul aufweist, wie eine zweite Teilmasse (13.2, 22.2) in einem zweiten, an den ersten Temperaturbereich angrenzenden Bereich.

3. Schwingungsabsorber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter (21) aus einer Schichtfolge von Masseelementen (23) und Dämpfungsschichten (22.1, 22.2) besteht, wobei mindestens zwei benachbarte Dämpfungsschichten (22.1, 22.2) einen unterschiedlichen Temperaturverlauf des Elastizitäts- und Verlustmoduls aufweisen.

4. Schwingungsabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter (11) mindestens ein sich in Wellenlaufrichtung verjüngendes Hornteil aufweist, welches mit mindestens zwei Dämpfungsmassen (13.1, 13.2) mit unterschiedlichem Temperaturverlauf des Elastizitäts- und Verlustmoduls in Verbindung steht.

5. Schwingungsabsorber nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß dieser überwiegend elastisch an die zu dämpfende Struktur angekoppelt ist.