DE2523710C3 - 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 eine 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 Scherbeanspruchung 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 frequenzabhängig. 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 zu schaffen, 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
c 5 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 Beeinflussung 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 erfindungsgemäßen Konstrukthn 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 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 Schailschwingungen, während es bei der erfindungsgemäßen Konstruktion um eine Vibrationsdämpfung geht. Bei der Dämmung soll die Übertragung 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 Dampfungsmaterial in Form von Punkten, von Streifen oder Gittern ausgebildet sein kann. Unter »Punkten« sollen inselförmige Bereiche beliebiger Form verstanden werden. Das viskoeiastische Material kann dabei mit einer Dicke zwischen 0,1 mm und 2 mm aufgebracht werden. Die 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 auftraten, beispielsweise beim Schweißen oder beim Bohren, weil das viskoelastische Material am Bohrer haften blieb, eröffnet das punkt-, streifen- oder gitteriörmige 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 Dosiervorrichtungen 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 voiiständig abdeckenden Schicht nicht der Fall ist Insofern kann also der Zeitaufwand für die Bearbeitung 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 nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.
Es zeigen bzw zeigt
F i g. 1 einen Schnitt durch eine Konstruktion nach dem Stand der Technik,
F i g. 2 einen Schnitt durch eine erste Ausfüiirungsform 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 Ausführungsform 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-VIII 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 o&dgL 1 und 2 besteht, zwischen welchen 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 verwendet, jedoch ist hier nur eine teilweise abdeckende viskoelastische 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 hörrrten Frequenz des zu dämpfenden Frequenzbereiches entsprechende
Biegeweller.länge und sollte sogar besser kleiner als ein Drittel dieser Wellenlänge sein.
Bei der in Fig.3 und 4 gezeigten zweiten AusführunfÄform 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
Bei der in den Fig.5 und 6 gezeigten dritten Ausführungsform ist das eine Konstruktionsteil 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 Dämpfungsschicht, 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 Metali, Beton, Leichtbeton, Gips, Holz, Hc-lzfasermaterial, Kunststoff, einer Kombination solcher Materialien o&dgL, wobei diese Konstruktion hohe innere Vibrationsdämpfung besitzt und mindestens zwei Konstruktionsteile hat, zwischen denen eine Schicht aus viskoelastischem 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 Dämpfungsftuterial 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. dg! 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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