DE2556297B2

DE2556297B2 - Vorrichtung zur daempfung von koerperschallschwingungen eines bauteils

Info

Publication number: DE2556297B2
Application number: DE19752556297
Authority: DE
Inventors: Oskar Dipl.-Ing. Dr 8000 München; Albrecht Helmut Dipl.-Ing 8153 Weyarn Bschorr
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Metzeler Kautschuk GmbH
Priority date: 1975-12-13
Filing date: 1975-12-13
Publication date: 1978-02-23
Also published as: FR2334889A1; IT1065226B; DE2556297A1; US4133157A; DE2556297C3; GB1568974A; FR2334889B1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Dämpfung von Körperschallschwingungen, insbesondere Biegeschwingungen eines Bauteils, bei der entlang dem Bauteil ein Element mit hoher Biegesteifigkeit derart angeordnet ist, daß eine gedämpfte Relativbewegung zwischen Bauteil und Element mit mindestens einem in der Schwingungsebene des Bauteils liegenden Freiheitsgrad möglich ist. Eine derartige Vorrichtung ist in der DE-AS 12 50 202 beschrieben und insbesondere in deren Fig. 10 dargestellt. Die bekannte Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß zwischen dem Bauteil und dem bzw. den Elementen hoher Biegesteifigkeit unter Einschaltung zusätzlicher Elemente eine sogenannte Dämpl'ungsschicht vorgesehen ist, was alles in allem einen beachtlichen technischen Aufwand bedeutet. ' *>o

Durch die US-PS 27 64 136 ist eine Maschinen-Ölwanne bekanntgeworden, die teilweise an ihrem oberen Rand mehrlagig versteift ausgebildet ist, um Vibrationen zu vermeiden bzw. zu dämpfen. Das Wesen dieses Vorschlags besteht darin, daß die Versteifungselemente < >^r> (Lagen) mit der Ölwanne verschweißt sind, so daß die hierdurch geschaffene Formschlußverbindung nach Art eines Bi-Metalls wirkt.

Weiter offenbart die US-PS 30 78 969 einen gedämpften Metall-Träger zur Schwingungsreduk'.ion. Dieser Vorschlag zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß zwei Elemente, die einzeln oder beide mit Schlitzen versehen sind, über ein viskoelastisches Material miteinander verbunden sind, so daß die Dämpfung mittels innerer Reibung viskoelastischer Stoffe erfolgt. Das gleiche trifft im wesentlichen für die US-PS 30 78 971 zu.

Zur Dämpfung von Schwingungen in Maschinen und Bauteilen gibt es eine Reihe von weiteren Maßnahmen, bei denen Biegeschwingungen durch Dehnung einer hochviskosen Schicht (Antidröhnbeläge) abgebaut werden. Antidröhnbeläge ergeben für dünne Wandstärken ausgezeichnete Dämpfungswerte. Je massiver die Bauteile jedoch werden, desto problematischer gestaltet sich das Anbringen der Beläge und es werden Konterbleche notwendig. Eine ebenfalls bekannte Maßnahme zur Dämpfung von Schwingungen sind Sandfüllungen. Bei hohen Vibrationen kommt es zu einer Verdichtung und Zusammenbackung der Sandschüttung, wodurch die Dämpfungswirkung nachläßt und schließlich verschwindet. Eine andere Typengruppe zur Schwingungsdämpfung stellen Resonanzabsorber und sogenannte Schwingungstilger dar. Bei diesen ist zur Verstärkung der Dämpfungskraft eine seismische Masse erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Körperschalldämpfer zu schaffen, der insbesondere zur Dämpfung von Biegeschwingungen in Platten, Gehäusen, Trägern, Schienen, Stäben usw. geeignet ist. Dabei soll sich die Dämpfungskraft auf dem zu dämpfenden Bauteil selbst abstützen.

Die erfindungsgemäße Aufgabe ist dadurch gelöst, daß bei einer Vorrichtung der eingangs aufgezeigten Art Bauteil und Element derart gegeneinander verspannt sind, daß bei Relativbewegungen Festkörperreibung eintritt. Dank der hohen Biegesteifigkeit wirkt das Element wie eine feste Plattform (Archimedes-Punkt), so daß es bei Schwingungen zu einer Relativbewegung zwischen Bauteil und Element kommt, die hervorragende Dämpfungseigenschaften hat. Letztere können noch verbessert werden, wenn sich zwischen Bauteil und Element ein mit beiden Teilen in Berührung stehendes viskoses Dämpfungsmittel befindet. Um eine optimale Stabilität des Dämpfungselements zu gewährleisten, sollte dieses mindestens die Wellenlänge der noch zu dämpfenden Schwingung haben. Uiu Koinzidenz zu vermeiden, müssen die Biegewellengeschwindigkeiten von Bauteil und Element voneinander abweichen. Als Befestigungshilfe kann zwischen Element und Bauteil ein Fuß angeordnet sein.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird — um Koinzidenzeffekte zu vermeiden — das Element in mehrere Teilstücke unterteilt. Dieselbe Wirkung haben alle Maßnahmen, die einen Impedanzsprung in dem Dämpfungselement bewirken, wie z. B. Querschnittsund Steifigkeitsänderungen. Diese Mittel erleichtern auch eine bessere Anpassung an unebene Bauteile.

Die Erfindung ist anhand der folgenden Zeichnungsbeschreibung näher erläutert. Es zeigt

F i g. la eine Vorrichtung zur Dämpfung von Körperschallschwingungen an einem plattenförmigen Bauteil,

Fig. Ib einen Querschnitt durch das Dämpfungselement der Vorrichtung gemäß Fig. la,

F i g. 2 ein Dämpfungselement mit Rechteckschiene,

Fig.3 ein Dämpfungselement mit Abstandshalter (I !oneycomb-Spacer),

Fig.4a ein Dämpfungselement mit T-Schiene als Dämpfungselement,

F i g. 4b ein Dämpfungselement mit Einschnitten.

Fig. la und Ib zeigen eine Gesamtanordnung von Dämpfungselement und Bauteil und einen Querschnitt durch das Element. Dieses besteht aus einer biegesteifen U-Schiene 1, einem Fuß 2, wobei sich zwischen U-Schiene 1 und Fuß 2 ein viskoser Dämpfungsbelag 3 befindet. Bei direktem Zusammenspannen von U-Schiene 1 und Fuß 2 erfolgt die Dämpfung durch ι ο Festkörperreibung. Der Fuß 2 wird vor'eilhafterweise kraftschlüssig an dem Bauteil 4 befestigt. Bei Schwingungen im Bauteil 4 kommt es zu einer Relativbewegung im Dämpfuiigsbelag 3. Die Länge der U-Schiene 1 sollte größer sein als die Wellenlänge der noch zu dämpfenden Schwingung.

Das Dämpfungselement nach Fig. 2 ist im wesentlichen identisch zur Ausführung nach Fig. 1. Als Element 11 zur Dämpfung wird hier ein hohles Pechteckprofil verwendet Die Schiene 11 ist auf der Unterseite profiliert, ebenso der Fuß 12. Dazwischen befindet sich ein viskoses Dämpfungsmittel 13, so daß Relativbewegungen von Schiene 11 und Fuß 12 im Dämpfungsmittel 13 durch Scherreibung übertragen werden. Der Fuß 12 befindet sich wieder kraftschlüssig an dem zu dämpfenden Bauteil 14. Fuß und Bauteil greifen kammartig ineinander.

In Fig.3 ist ein Dämpfungselement bestehend aus einer Deckschiene 21, einem Abstandshalter 25, z. B.

Honeycomb, einer Unterschicht 22 und dem viskosen Dämpfungsmittel 23 dargestellt. Dieses soll gleichzeitig als Klebstoff zwischen Unterschicht 22 und Bauteil 24 wirken. Um ausschließlich Kraftübertragung durch Reibung zu gewährleisten, befinden sich im Dämpfungsmittel 23 Ausgleichsräume 26. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Kombination von Deckschiene 21 und Abstandshalter 25 eine hohe Biegesteifigkeit ergibt. Außerdem kann auf eine besondere Verstärkung der Unterschicht 22 verzichtet werden, da diese ihre Stabilität durch das Dämpfungsmittel 23 und das Bauteil 24 erhält.

In den Fig.4a und 4b ist das Dämpfungselement 31 T-förmig ausgebildet und befindet sich in einem U-förmigen Fuß 32. Dieser ist kraftschlüssig an dem zu dampfenden Bauteil 34 befestigt. Zwischen dem Element 31 und dem Fuß 32 befindet sich ein viskoser Belag 33. Um ausschließlich Reibungskräfte zu übertragen, befinden sich im Belag 33 Ausgleichsräume 36. Um eine Anpassung an unebene Bauteile zu ermöglichen, weist das Element 31 jeweils Einschsnitte 37 auf, so daß trotz der hohen Biegesteifigkeit eine Anpassung möglich ist. Hierzu ist auch der Fuß 32 nicht durchgehend, sondern jeweils unterbrochen ausgestaltet.

Bei fläc'nenhaften Bauteilen ist es zweckmäßig, die Körperschalldämpfer flächig gitterförmig anzuordnen. Vorteilhaft ist ebenfalls eine nichtparallele Anordnung der Körperschaüdämpfer.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Dämpfung von Körperschallschwingungen, insbesondere Biegeschwingungen eines Bauteils, bei der entlang dem Bauteil ein Element mit hoher Biegesteifigkeit derart angeordnet ist, daß eine gedämpfte Relativbewegung zwischen Bauteil und Element mit mindestens einem in der Schwingungsebene des Bauteils liegenden Freiheitsgrad möglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß Bauteil (4,14,24,34) und Element (1, 11, 21, 31) derart gegeneinander verspannt sind, daß bei Relativbewegungen Festkörperreibung eintritt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen Bauteil und Element ein mit beiden Teilen in Berührung stehendes viskoses Dämpfungsmittel (3,13,23,33) befindet.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Element und Bauteil ein Fuß (2, 12, 32) als Befestigungshilfe angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (1,11,21, 31) Impedanzsprünge wie Einschnitte, Querschnittsänderungen u.dgl. aufweist, um Koinzidenzeffekte zu vermeiden.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (1,11,21, 31) segmentiert und an den Segmentstößen verbiegbar ist, um an unebene Oberflächen angepaßt werden zu können.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (1,11, 21, 31) zu einem flächenförmigen Gitterverband zusammengeschlossen ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Element und Bauteil nur stellenweise miteinander verbunden sind.

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