DE2838737A1

DE2838737A1 - Daemmelement zur schwingungsisolierung

Info

Publication number: DE2838737A1
Application number: DE19782838737
Authority: DE
Inventors: Oskar Dipl Ing Bschorr
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1978-09-06
Filing date: 1978-09-06
Publication date: 1980-03-20
Also published as: FR2435631A1; IT7925487A0; GB2029546A

Description

MESSEBSCHMITT-BÖEKOW-BLOHM Ottobrunn, 1.9-1978

GESELLSCHAi¹T 8395

MIT BBBCHEiSHEDEE HAi¹TDTiG BTO1 Frc/gö MÜNCHEN

Dämmelement zur Schwingungsisolierung

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Dämmelement zur Schwingungsisolierung von Gegenständen.

In vielen Situationen ist es notwendig, Körperschwingungen bzw. Körperschallschwingungen abzudämmen. Man spricht von aktiver Schwingungsisolierung, wenn vibrierende Maschinen, z.B. Motoren, Turbinen, Werkzeugmaschinen oder Schienen und dgl. gegenüber der Umgebung schwingungsmäßig abgeschirmt werden. Eine passive Schwingungsisolierung liegt demgegenüber vor, wenn empfindliche Geräte oder Anlagen gegenüber Erschütterungen geschützt werden.

Zur Schwingungsisolierung, d.h. zur Abdämmung von Körperschall, gibt es eine Reihe von Vorschlägen. All diesen gemeinsam ist, daß sie eine möglichst geringe Pederkonstante aufweisen. Die Dämmwirkung ist nämlich umso höher, je größer das Steifigkeitsverhältnis von beispielsweise Maschine und Schwingungsisolator ist. So werden z.B. Gummiblöcke, Schrauben und Luftfedern verwendet. Ebenso sind Drahtki^ssen und Lagen aus Fasermaterial bekannt.

Gemeinsamer Hachteil der bekannten Systeme ist, daß sie - um ' eine ausreichend geringe Pedersteifigkeit zu erhalten - relativ hoch bauen. Bei Gummiblöcken, Schrauben- und Luftfederungen macht die Bauhöhe bis zu 10 % der gesamten Maschinenhöhe aus.

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Ein weiterer Nachteil ist die große statische Durchbiegung der meisten bekannten Dämmungselemente. Da deren Federcharakteristik im wesentlichen linear, jedoch ihre Federst eifigkeit relativ gering ist, sind die statischen Durchbiegungen entsprechend hoch. Alles in allem wird die gesamte Maschinenaufstellung labil. Bei vielen Anwendungsfällen begrenzt aber gerade die Stabilitätsforderung die Federsteifigkeit der Dämmelemente nach unten, so daß nicht die volle Dämmwirkung ausgeschöpft werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Nachteile zu vermeiden. Gelöst ist diese Aufgabe im wesentlichen dadurch, daß durch übereinander geschichtete Blechplatten mit Ausbauchungen ein "Hoch-niedrig-hoch"-Verlauf der Federkonstanten erreicht wird und das Minimum der Federkonstanten auf die Grundlast eingestellt ist.

Als Plattenmaterial kommen Bleche, GFE, KFE und andere kunststoffverstärkte Faserplatten, Kunststoffe und auch Eeramikstoffe in Frage. Das erfindungsgemäße Dämmelement hat bei relativ niedriger Bauhöhe ein ausgezeichnetes Dämmverhalten.

Die Höhe der Ausbauchungen bzw. Kuppen soll vorteilhaft der 0,3 - 3-fachen Plattendicke entsprechen. Im Belastungsbereich haben die erfindungsgemäßen Platten eine sehr niedrige Federsteifigkeit, die außerhalb des Hutzbereiches sehr hoch ansteigt. Dadurch ist eine entsprechend große Standstabilität gewährleistet. Die statische Grundlast ist dabei auf den Nutzbereich abgestimmt. Mit zunehmender Kuppenhöhe wird die Hoch-niedrig-hoch-Federcharakteristik

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immer ausgeprägter, um im Extremfall die Federkonstante Null zu erreichen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden mehrere auf verschiedene Grundlasten abgestimmte mit eingeprägten Kuppen versehene Blechplatten direkt oder durch Zwischenschalten von elastischen Schichten übereinander geschichtet. Durch Luftkanäle kann die in den Kuppen eingeschlossene Luft entweichen, so daß deren Eigenfederung ausgeschaltet ist.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, jeweils zwei Platten spiegelbildlich luftdicht zusammenzusetzen und die sich bildenden Kuppenvolumina zu evakuieren.

Weiterhin können erfindungsgemäß Doppelplatten mit abgeschlossenen und voll- oder teilevakuierten Kuppenvolumina in einem Luft-Ölpuffer untergebracht werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dienen vollevakuierte Kuppenvolumina zusätzlich als Wärmeisolatoren. Hierzu sind die Platten im Bereich der Kuppen spiegelnd ausgelegt.

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

Fig. la den Querschnitt durch ein Dämmelement;

Fig. Ib, Detaildarstellungen zu Fig.- la; lc und ld

Fig. 2 den Querschnitt durch ein Dämmelement mit Gummizwischenlagen;

Fig. 3 den Querschnitt durch ein Dämmelement mit Luft- oder Ölpuffer;

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Fig. 4 den Querschnitt durch ein Dämraelement für zwei- und dreidimensionale Dämmung;

Fig.5a ein Dämmelement in Rundausführung; und 5b

Fig. 6 Dämmelement,' mit gewellten, rechteckigen. Blechplatten; Fig. 7 Dämmelement mit gleichzeitiger Wärmeisolierung; Fig. 8 parallel geschaltetes Dämmelement.

Ein Dämmelement 1 gemäß Fig. 1 dient'dazu, z.B. eine Maschine gegenüber dem Aufstellungsort 3 schwingungstechnisch abzuisolieren. Das Dämmelement 1 besteht aus Blechplatten 8, in die Kuppen 4 eingeprägt sind. Die Blechplatten 8 sind in mehreren Lagen übereinandergeschichtet und haben an den Berührungsstellen Luftöffnungen 5. Um ein Versetzen und damit Blockieren der Luftöffnungen zu vermeiden, können die Ränder der Luftöffnungen Bördelungen aufweisen. In den Fig. Ib und Ic sind diese Bördelungen detaillierter dargestellt. Die Luftöffnungen 5 dienen zum Entlüften der Kuppen 4, um damit deren Luftfederung auszuschalten. Durch die Größe der Luftöffnungen kann eine zusätzliche Dämpfung des Dämmelementes 1 erreicht werden. Höhere Dämpfungswerte ergeben sich, wenn das gesamte Dämmelement 1 mit Öl gefüllt ist. Die Schicht 6 dient als Sammelkanal für die Luft. Bei Olfüllung ist die Schicht 6 ein Ausgleichsvolumen. Schließlich bildet eine Unterschicht 7 den Abschluß des Dämmelementes 1 gegenüber dem Boden. Fig. Id stellt eine Draufsicht auf eine Blechplatte mit eingeprägten Kuppen 4 und Luftöffnungen 5 dar.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 verhält sich aialog zu Fig.l Das Dämmelement 11 befindet sich zwischen Maschine 12 und Boden 13. Es besteht aus Blechplatten mit eingeprägten Kuppen 14,

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die jeweils paarweise spiegelbildlich zusammengefügt sind. Zwischen den einzelnen Paaren befinden sich Gummizwischenschichten 17. Durchgehend befinden sich wieder Luftöffnungen 15, die in eine Ausgleichsschicht 16 münden.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 befindet sich das Dämmelement 21 zwischen Maschine 22 und Boden 23. Das Däiranelement 21 ist durch Platten 27 und durch elastische Seitenwände 29 dichtend abgeschlossen. Im Inneren befinden sich Blechplatten mit eingeprägten Kuppen 24. Jeweils zwei Blechplatten sind spiegelbildlich zusammengeschlossen und abgedichtet. Die eingeschlossenen Kuppenvolumina sind voll- oder tei'levakuiert. Im Restraum 28 befindet sich Luft oder Öl. Um das Niveau bei Bodenunebenheiten feinfühlig einstellen zu können, kann eine in Fig. 3 nicht dargestellte Justierschraube verwendet werden, durch die die Größe des Restvolumens 28 und damit die Höhe des Dämmelementes 21 eingestellt werden kann.

Fig. 4 verhält sich analog zu Fig. 3. Zusätzlich besteht hier die Möglichkeit, eine Schwingungsdämmung nicht nur in senkrechter Richtung, sondern auch in einer oder in beiden waagrechten Richtungen vorzunehmen. Dies ist z.B. bei Schwingungsisolierung gegenüber schwankender Grundfläche 33, wie z.B. in Fahrzeugen und Schiffen, vorteilhaft. Das Dämmelement 31 bildet z.H. ein Gehäuse 37 mit elastischen Wandungen 39, z.B. aus Gummi und dem Fuß 35. Dieser kann auch in an sich bekannter Weise eine Höhenjustier einrichtung enthalten. Auf dem Fuß 35 sitzt die zu isolie rende Maschine 32. Im Innern befinden sich paarweise zusammengelegte Blechplatten mit eingeprägten Kuppen 34. Die sa \ gebildeten Kuppenvolumina sind voll- oder teilevakuiert. Im Restraum 28 befindet sich Luft oder Öl.

Fig. 5a und 5b sind Draufsicht und Seitenansicht eines Dämmelementes 41. Es besteht aus runden Blechplatten, in die in radia-

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ler Richtung Wellungen 44 eingeprägt sind. Die einzelnen Blechplatten sind so übereinander geschichtet, daß sie jeweils auf der Rückenlinie übereinander liegen. Oben und unten befinden sich Deckscheiben 47. Die Entlüftung des sich aufgrund der Wellungen 44 bildenden Kanals erfolgt radial nach außen. Die Wellungen 44 können gegenüber den Kuppen 4,14,24,34 als eindimensionale, nur nach einer Richtung gekrümmte "Kuppen" aufgefaßt werden. Auch solche Wellungen weisen die Eigenschaft einer Hoch-niedrig-hoch-Federeigenschaft auf. Die Federung wird analog so ausgelegt, daß bei Belastung mit der Grundlast die Federkonstante gerade im Federungsminimum ist.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist vergleichbar mit Fig. Das Dämmelement 51 besteht aus rechteckigen Blechplatten mit Wellungen 54. Mehrere Blechplatten sind abwechselnd gekreuzt übereinander geschichtet. An den Berührungspunkten sind die Blechplatten zusammengeschweißt, um ein Verschieben zu verhindern. Eine solche Anordnung hat analog zu Fig. 5 eine parabelförmige, hoch-niedrig-hoch-Federcharakteristik. Diese ist so abgestimmt, daß bei Grundbelastung gerade das Minimum der Federkonstanten herrscht.

In Fig. 7 ist ein Dämmelement 61 dargestellt, das außer zur Schwingungsisolierung zusätzlich zur Wärmedämmung eingesetzt werden kann. Derartige Anwendungsfälle liegen z.B. im Bau bei der Boden- und Wandisolierung vor. Das Dämmelement besteht aus spiegelbildlich zusammengesetzten Blechplatten mit eingeprägten Kuppen 64. Die sich bildenden Kuppenvolumina sind evakuiert und die Wandungen verspiegelt. Mehrere Blechplatten sind in Lagen versetzt übereinander geschichtet. Im Zwischenraum befindet sich ein elastischer Stoff 68, z.B. Gummi oder Kunststoffe. Dank der Wärmeisolierung der evakuierten Kuppen ist der Wärmeleitweg entsprechend groß, so daß sich eine

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große Wärmedämmung ergibt.

Fig. S stellt einen Querschnitt durch ein Dämmelement 71 dar, bei dem durch Distanzstücke 78 die einzelnen mit eingeprägten Kuppen versehenen Blechplatten 74 kraftmäßig hintereinander geschaltet sind. Die zwischen Maschine 72 und Boden 73 wirkende Federkonstante ergibt sich durch Addieren der Federkonstanten der einzelnen Kuppen 74. Die Schichtung der Blechplatten 8 entsprechend Fig. 1 dagegen entspricht einer Parallelschaltung mit reziproken Additionstheorien.

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Claims

Pa, 1; ent ansprüche

DänmLelement zur Sdiwingungsisolierung von Gegenständen, dadurch gekennzeie h η e t , daß durch übereinander geschichtete Blechplatten mit Ausbauchungen (4, 14,24,34,44-,54-,64,74·) ein "Hoch-niedrig-hoch"-Verlauf der Federkonstanten erreicht wird und das Minimum der Federkenstanten auf die Grundlast eingestellt ist.

Dämmelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch übereinander geschichtete Platten mit eingeprägten Kuppen (4-, 14-, 24,34-), die von Platte zu Platte symmetrisch zueinander ausgerichtet und dabei aufeinander zugerichtet sind, wodurch zwischen den ebenen Teilen der Platten ein Abstand herrscht, wobei die Kuppen durch ihre im Querschnitt parabelfÖrmige Ausgestaltung einen Hoch-

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- 2 niedrig-hoch-Verlauf der Federkonstante gewährleisten.

3. Dämmelement nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e kennzeic hnet , daß durch Luftöffnungen (5*15) eine Federung der eingeschlossenen Luft in den Kuppenvolumina ausgeschaltet ist.

4. Dämmelement nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß jeweils zwei Blechplatten mit eingeprägten Kuppen (24,34·) luftdicht zusammengefügt, daß die Kuppenvolumina voll- oder teilevakuiert und in einem abgeschlossenen, mit Luft oder Öl gefüllten Volumen untergebracht sind.

5. Dämmelement nach den Ansprüchen Λ bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß Blechscheiben mit radialen Wellungen (44) jeweils in Linienberührung übereinander geschichtet sind.

6. Dämmelement nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß rechteckige Blechplatten mit Wellungen (54) abwechselnd gekreuzt übereinander geschichtet und an den Berührungspunkten z.B. verschweißt sind,

7· Dämmelemente nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß durch eine gezielte Bemessung der Luftbohrungen (5»15) zusätzlich eine Dämpfung bewerkstelligt wird.

8. Dämmelement nach den Ansprüchen 1 bis 7» dadurch g e kennzeic hnet , daß zur Dämmung in 2 oder 3 Eichtungen ein Gehäuse verwendet wird, das durch elastische Wandungen (39) abgeschlossen ist und in dessen Innerem sich luftdicht geschlossene teil- oder vollevakuierte Kuppenvolumina (34) in einem öl- oder Luftbad befinden,,

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