DE2523710B2 - Konstruktion aus Metall, Beton, Leichtbeton, Gips, Holz, Holzfasermaterial, Kunststoff, einer Kombination solcher Materialien o.dgl - Google Patents

Konstruktion aus Metall, Beton, Leichtbeton, Gips, Holz, Holzfasermaterial, Kunststoff, einer Kombination solcher Materialien o.dgl

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Description

Die Erfindung betrifft eine Konstruktion aus Metall, Beton, Leichtbeton, Gips, Holz, Holzfasermaterial, Kunststoff, einer Kombination solcher Materialien od. dgl, wobei diese Konstruktion hohe innere Vibrationsdämpfung besitzt und mindestens zwei Konstruktionsteile hat, zwischen denen ' ine Schicht aus viskoelastischem Dämpfungsmaterial angeordnet ist
Bei einer bekannten Betonkonstruktion der zuvor beschriebenen Art (DE-AS 21 26 496) der Anmelderin weisen die beiden Konstruktionsteile durchgehende Kontaktflächen auf, die beide von der Schicht aus viskoelastischem Dämpfungsmaterial vollständig abgedeckt sind. Infolge der Vibration führen die Konstruktionsteile die Schwingungen aus, wobei die fest an den Kontaktflächen haftende Schicht aus viskoelastischem Dämpfungsmaterial einer Scherbeanspruchung unterworfen sind. Durch diese Scherbeanspru;hung wird ein großer Teil der Vibrationsenergie in Wärme umgewandelt
Viskoelastisches Material hat Energiespeicher-Eigenschaften, die zwischen denen plastischer Materialien und denen elastischer Materialien liegen. Während plastische Materialien die aufgewendete Deformationsenergie vollständig in Wärme umwandeln und dadurch deformiert bleiben, geben elastische Materialien die Deformationsenergie bei Rückkehr in ihre ursprüngliche Form vollständig wieder ab. Viskoelastische Materialien wandeln einen Teil der Deformationsenergie in Wärme um und kehren nur relativ langsam und unvollständig in ihre ursprüngliche Form zurück.
Die Vibrationsdämpfung von Konstruktionen der hier betrachteten Art ist frequenzbeständig. In einem bestimmten Frequenzbereich ist die Dämpfung optimal. Es ist wünschenswert, diesen Frequenzbereich beeinflussen zu können, beispielsweise in Anpassung an die Frequenz der Vibrationen von Maschinen, welche gedämpft werden sollen. Als mögliche Parameter stehen dabei die Schichtdicke und der Gleitmodul der Dämpfungsschicht zur Verfügung, In der Praxis können diese Parameter jedoch nur innerhalb geringer Grenzen verändert werden, Viskoelastische Materialien mit einem Gleitmodul, der außerhalb dieser Grenzen liegt, haben beispielsweise ein zu geringes Haftvermögen, so daß die zur Wärmeumwandlung erforderliche Scherbeanspruchung nicht garantiert ist
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Konstruktion zur Vibrationsdämpfung ?u schaffen,
ίο bei der eine zusätzliche Möglichkeit vorhanden ist um den Frequenzbereich festzulegen, bei dem die Konstruktion eine optimale Dämpfung bewirkt
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Schicht als nur teilweise abdeckend ausgebildet ist und daß der Abstand zwischen den verbleibenden
Schichtteilchen kleiner als die der höchsten Frequenz
des zu dämpfenden Frequenzbereiches entsprechende
Biegewellenlänge bemessen ist Der angestrebte zusätzliche Parameter zur Beeinflus-
sung des Frequenzbereiches, bei dem eine optimale
Dämpfung auftritt ist hier der Abstand zwischen den
verbleibenden Schichtteilen sowie die Gestalt und der
Durchmesser der verbleibenden Schichtteile. Überraschend ist daß die Dämpfung der erfindungs-
gemäßen Konstruktion gleich hoch ist wie bei der bekannten Konstruktion mit einer vollständig abdekkenden Dämpfungsschicht
Durch die erfindungsgemäße Lösung werden mehrere zusätzliche Vorteile erzielt Ein erster wesentlicher
jo Vorteil ist, daß durch die nur teilweise abdeckende Schicht Dämpfungsmaterial gespart werden kann, so daß sich die Konstruktion preiswerter herstellen läßt. Dies fällt besonders ins Gewicht weil viskoelastisches Material teuer ist
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Lösung soll noch erwähnt werden, daß nach der finnischen Patentschrift 29 753 eine Konstruktion zur Schallisolierung von Böden in Gebäuden bekannt ist, bei der eine Unterbrechung der Schallübertragung durch eine elastische Schicht erreicht wird, welche aus einer Spanplatte besteht an deren Unterseite Formstücke aus elastischem Material mit gegenseitigem Abstand befestigt sind. Diese Konstruktion ist jedoch trotz der Tatsache, daß die Formstücke die Spanplatte nur
« teilweise bedecken, einer anderen Gattung zuzuordnen, denn es handelt sich bei dieser um eine Isolierung oder Dämmung von Schallschwingungen, während es bei der erfindungsgemäßen Konstruktion um eine Vibrationsdämpfung geht Bei der Dämmung soll die Übertragung
W von Schallwellen verhindert werden, während bei der Dämpfung die Vibrationsenergie in Wärme umgewandelt werden soll. Dieser Unterschied ergibt sich daraus, daß die Formstücke aus elastischem Material und nicht aus viskoelastischem Material bestehen. Die finnische Patentschrift gibt auch keinen Hinweis über den Abstand der Formstücke, da dieser für die Schalldämmung unkritisch ist.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen, daß die Schicht aus Dämpfungsmaterial in Form von Punkten, von Streifen oder Gittern ausgebildet sein kann. Unter »Punkten« sollen inselförmige Bereiche beliebiger Form verstanden werden. Das viskoelastische Material kann dabei mit einer Dicke zwischen 0,1 mm und 2 mm aufgebracht werden. Die
h5 Aufbringung von viskoelastischem Material in Form getrennter Bereiche eröffnet die Möglichkeit, verschiedene Materialien zu verwenden. Da jedes viskoelastische Material nur in einem begrenzten Temperature-
reich wirksam ist, kann auf diese Weise der Temperaturbereich, bei dem die Konstruktion eine optimale Dämpfung aufweist, erweitert werden,
Während bei den bekannten Sandwich^Platten mit vollständig abdeckender viskoelastischer Dämpfungsschicht häufig Schwierigkeiten bei der Bearbeitung auftragen, beispielsweise beim Schweißen oder beim Bohren, weil das viskoelastische Material am Bohrer haften blieb, eröffnet das punkt-, streifen- oder gitterförmige Aufbringen der viskoelastischen Schicht die Möglichkeit, die Bearbeitung an den Stellen vorzunehmen, die frei von Dämpfungsmaterial sind.
Das Aufbringen der teilweise abdeckenden Dämpfungsschicht in Punkt-, Streifen- oder Gitterform kann durch automatische Desiervorrichtungen erfolgen, wobei die richtige Schichtdicke dadurch eingehalten werden kann, daß die beiden Konstruktionsteile, beispielsweise Platten, gegeneinander gepreßt werden. Das Dämpfungsmaterial hat dann noch genügend Raum zur Ausdehnung, was beispielsweise bei einer vollständig abdeckenden Schicht nicht der Fall ist Insofern kann also der Zeitaufwand für die BearbeituKg verringert und die Präzision erhöht werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das eine Konstruktionsteil als Rahmenkonstruktion od. dgl. ausgebildet sein. Der Rahmen kann fachwerkartig gestaltet sein. Eine solche Rahmenkonstruktion hat den Vorteil, daß sie bei nichtverringerter Steifigkeit leichter als eine aus Vollmaterial bestehende Platte ist.
Der Erfindungsgedanke ist auch anwendbar bei einer Konstruktion, bei der das eine Konstruktionsteil von Aussteifungselementen gebildet ist, welche in dem anderen Konstruktionsteil enthalten sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden na :hfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.
Es zeigen bzw. zeigt
F i g. 1 einen Schnitt durch eine Konstruktion nach dem Stand der Technik,
Fig.2 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung,
F i g. 3 und 4 Schnitte durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung,
F i g. 5 und 6 Schnitte durch eine dritte Ausführungs
form der Erfindung,
F i g, 7 die Draufsicht auf einen Teil eines aus Beton bestehenden Konstruktionsteiles während der Herstellung und
F i g, 8 einen Schnitt VIII-VIH durch F i g. 7.
In F i g. 1 ist eine Konstruktion nach dem Stand der Technik gezeigt, die beispielsweise aus zwei Blechen, Betonplatten, Gipsplatten, Holzfaserplatten od. dgl. 1 und 2 besteht, zwischen weichen eine dünne, durchgehende Schicht 3 aus viskoelastischem Material angeordnet ist
Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß F i g. 2 sind die gleichen Platten 1 und 2 wie in F i g. 1 vervendet, jedoch ist hier nur teilweise abdeckende
is visl oelastische Dämpfungsschicht vorgesehen, die in Form von Punkten oder Streifen 4 verteilt ist Der Abstand a zwischen den Punkten oder Streifen 4 muß auf jeden Fall kleiner sein als die der höchsten Frequenz des zu dämpfenden Frequenzbereiches entsprechende Biegewellenlänge und sollte sogar besser kleiner als ein Drittel dieser Wellenlänge sein.
Bei der in Fig.3 und 4 gezeigten zweiter Ausführungsform ist die eine Platte durch eine Rahmenkonstruktion 5 ersetzt, die z. B. aus Holz besteht Die Rahmenkonstruktion 5 sitzt auf der aus Beton bestehenden anderen Platte 6 auf. Zwischen der Rahmenkonstruktion 5 und der Betonplatte 6 ist die Dämpfungsschicht in Form von inselförmigen Bereichen oder Punkten 7 angeordnet
jo Bei der in den Fig.5 und 6 gezeigten dritten Ausführungsform ist das eine Konstruklionsteil als Platte 9 ausgebildet während das andere Konstruktionsteil von mehreren Versteifungselementen 8 gebildet ist Die Versteifungselemente 8 sind teilweise von ringförmigen Schichten 10 aus viskoelastischem Material bedeckt.
Die F i g. 7 und 8 zeigen eine mögliche Herstellungsmethode für eine punktförmige Dämptungsschicht, wobei auf eine untere Betonplatte 12 zunächst ein Bogen Beschichtungspapier 11 aufgelegt wird, der mit Ausnehmungen versehen ist In diese Ausnehmungen wird ein viskoelastisches Dämpfungsmaterial 13 eingefüllt. Hierauf kann dann eine nicht dargestellte obere Platte aus Beton aufgegossen werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;
1. Konstruktion aus Metall, Beton, Leichtbeton, Gips, Holz, HoJzfasermaterial, Kunststoff, einer Kombination solcher Materialien oddgl, wobei diese Konstruktion hohe innere Vibrationsdämpfung besitzt und mindestens zwei Konstruktionsteile hat, zwischen denen eine Schicht aus viskoelastischetn Dämpfungsmaterial angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (4,7, 10) als nur teilweise abdeckend ausgebildet ist und daß der Abstand zwischen den verbleibenden Schichtteilen kleiner als die der höchsten Frequenz des zu dämpfenden Frequenzbereiches entsprechende Biegewellenlänge bemessen ist
2. Konstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (4, 7, 10) aus Dämpfungsmaterial in Form von Punkten, von Streifen oder Gittern ausgebildet ist.
3. Konstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Konstruktionsteil (5) als Rahmenkonstruktion od. dgl. ausgebildet ist
4. Verwendung einer Konstruktion nach Anspruch 1 oder 2, bei der das eine Konstruktionsteil von Aussteifungselementen (8) gebildet ist, welche in dem anderen Konstruktionsteil (9) enthalten sind.
DE2523710A 1974-05-30 1975-05-28 Konstruktion aus Metall, Beton, Leichtbeton, Gips, Holz, Holzfasermaterial, Kunststoff, einer Kombination solcher Materialien o.dgl. Expired DE2523710C3 (de)

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