DE3825626A1

DE3825626A1 - Schwingeranordnung zur daempfung einer schwingenden wand

Info

Publication number: DE3825626A1
Application number: DE3825626A
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl Ing Demmer; Rolf Spicker
Original assignee: Krupp Stahl AG
Current assignee: Krupp Hoesch Stahl AG
Priority date: 1987-08-06
Filing date: 1988-07-28
Publication date: 1989-02-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwingeranordnung zur Däm pfung einer schwingenden Wand, bestehend aus mehreren auf der Oberfläche dieser Wand mit Abstand dazu verteilten gegenphasig zur Wand schwingenden plattenförmigen Schwingern, die durch Kup pelglieder mit der schwingenden Wand verbunden sind.

Beim Bau von aus Stahlplatten bestehenden Schiffskörpern werden im allgemeinen die Schiffswände mit Profilstäben versteift. Da zu wird z. B. verwiesen auf die DE-PS 3 81 639. Durch diese Ver steifung kann die Schiffsaußenhaut aus nur dünnen Stahlplatten bestehen.

Nun übertragen sich jedoch die Schwingungen der Schiffsmaschinen, insbesondere die Schwingungen schwerer Dieselmotoren auf die ver steiften Schiffswände, wodurch insbesondere bei Passagierschif fen unerwünschte Dröhngeräusche auftreten.

Aus den deutschen Patentschriften 10 71 364 und 11 12 311 ist eine Einrichtung zur Dämpfung der Schallabstrahlung einer schwin genden Wand bekannt, die aus mehreren auf der Oberfläche dieser Wand mit Abstand dazu verteilten plattenförmigen Schwingern be steht, die durch Kuppelglieder, z. B. Verbindungsstäbe, mit der schwingenden Wand verbunden sind, und bei der die kuppelschwin gungen gegenphasig zur Anregung durch die schwingende Wand er folgen.

Die Schwingeranordnung ist so ausgebildet, daß die am schwingen den Körper auftretenden Störfrequenzen durch entsprechend einge stellte Frequenzen dieser Schwingungssysteme durch Interferenz bildung im Luftschall vermindert werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dieses bekannte Sy stem zur Dämpfung der Schallabstrahlung von schwingenden Wänden auf die Dämpfung von mit Versteifungsprofilen verstärkten Wän den, insbesondere von stählernen Schiffswänden anwendbar zu ma chen.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Schwinger durch Kalt verformen aus Stahlblech hergestellte Winkelprofilstäbe sind, die je einen bis zu seiner freien Kante hin ebenen Hauptschen kel, einen zum Hauptschenkel senkrecht angeordneten Querschen kel und einen Hauptschenkel und Querschenkel über zwei entgegen gesetzt gekrümmte Krümmungsabschnitte verbindenden Quersteg auf weisen, wobei die Winkelprofilstäbe jeweils mit der dem Haupt schenkel zugeordneten freien Kante rechtwinklig auf der Wand auf gesetzt und mit dieser verschweißt sind.

Bei dieser Anordnung wird das Schwingersystem von den Winkelpro filstäben selbst gebildet, es bedarf also nicht zusätzlich zu den Versteifungsprofilen der gesonderten Anbringung von Schwin gersystemen zur Dämpfung der Schallabstrahlung.

Als Schwinger wirken die Querschenkel der Winkelprofilstäbe, als Kuppelglieder die jeweiligen Hauptschenkel und die Hauptschenkel und Querschenkel verbindenden Querstege.

Durch geeignete Einstellung der Geometrie der Winkelprofilstäbe, wie sie in den Unteransprüchen dargelegt ist, können in Abhängig keit von den bei einer jeweiligen Schiffswand zu erwartenden Störfrequenzen die Winkelprofile so gestaltet werden, daß durch Interferenzbildung im Luftschall die von den Schiffswänden ausge henden Störfrequenzen aufgehoben werden.

In den Abbildungen ist die Erfindung an Ausführungsbeispielen er läutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Winkelprofilstab in perspektivischer Darstellung

Fig. 2 einen Winkelprofilstab nach Fig. 1 in der Stirnansicht

Fig. 3 eine weitere Stirnansicht

Fig. 4 eine Stahlwand mit aufgesetzten erfindungsgemäßen Winkel profilstäben

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie A-A durch Fig. 4.

Fig. 1 zeigt einen Winkelprofilstab 1 aus Stahlblech mit einem Hauptschenkel 2 und einem Querschenkel 3, die zueinander senk recht liegen. Der bis zu seiner freien Kante 4 hin ebene Haupt schenkel 2 ist über einen ersten Krümmungsabschnitt 5, einen Quersteg 6 und einen zweiten Krümmungsabschnitt 7 mit dem Quer schenkel 3 verbunden, wobei der Querschenkel 3 bis zu seiner freien Kante 8 hin ebenfalls eben ist.

Fig. 2 zeigt eine Stirnansicht auf einen Winkelprofilstab nach Fig. 1, ebenso wie Fig. 3, wobei anhand von Fig. 3 das Profil weiter erläutert wird.

In Fig. 3 sind durch gestrichelte Linien 9 die einzelnen Ab schnitte des Profilstabes hervorgehoben, insbesondere die Krüm mungsabschnitte 5 und 7. Die zugeordneten Krümmungsradien r 5 und r 7 entsprechen etwa der Dicke s des Stahlbleches, aus dem der Winkelprofilstab hergestellt ist, also der Dicke des Hauptschen kels 2 und natürlich auch der Dicke des Quersteges 6 und des Querschenkels 3.

Die gesamte Höhe b des Winkelprofilstabes - von der freien Kan te 4 des Hauptschenkels 2 bis zur Außenfläche des Querschen kels 3 gemessen - entspricht, wenn man die Zeichnung Fig. 3 maß stäblich sieht, etwa dem 17fachen Maß der Dicke s des Hauptschen kels 2.

Fig. 3 zeigt weiterhin, daß der Quersteg 6 mit dem längeren Hauptschenkel 2 einen stumpfen Winkel (α) von 135°, mit dem kür zeren Querschenkel 3 einen spitzen Winkel (β) von 45° bildet. Die strichpunktiert gezeichnete Mittelebene 10 des Hauptschen kels 2 schneidet den Querschenkel 3 außermittig, und zwar zum zu geordneten zweiten Krümmungsabschnitt 7 hin versetzt.

Fig. 4 zeigt eine Stahlwand 11 mit zur Versteifung aufgesetzten Winkelprofilstäben 1, wobei Fig. 5 als Schnitt nach der Linie A-A durch Fig. 4 zeigt, daß die Winkelprofilstäbe 1 über Schweiß nähte 12 und 13 mit der Stahlwand 11 verbunden sind.

Die parallel zur Stahlwand 11 liegenden Querstege 3 haben neben der Geräuschdämpfung eine dämpfende Wirkung auch auf Schwingun gen, die durch äußere Stoßbelastungen, die durch Pfeile 14 und 15 angedeutet sind, hervorgerufen werden.

Bei der Verwendung der Profilstäbe zur Versteifung der Außenhaut von Schiffskörpern kommt diesem Effekt eine zusätzliche Bedeu tung zu.

Die Profilstäbe können aus Stahlband üblicher Qualitäten durch Kaltprofilieren in einem entsprechenden Profilierwalzwerk herge stellt werden, können aber auch, was insbesondere für hochfeste eventuell nichtmagnetische Stahlqualitäten in Frage kommen kann, aus Blechstreifen durch Abkanten gefertigt werden.

Claims

1. Schwingeranordnung zur Dämpfung einer schwingenden Wand, bestehend aus mehreren auf der Oberfläche dieser Wand mit Ab stand dazu verteilten gegenphasig zur Wand schwingenden platten förmigen Schwingern, die durch Kuppelglieder mit der schwingen den Wand verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Schwinger durch Kaltverformen aus Stahlblech hergestellte Winkelprofilstäbe (1) sind, die je einen bis zu seiner freien Kante (4) hin ebenen Hauptschenkel (2), einen zum Hauptschen kel (2) senkrecht angeordneten Querschenkel (3) und einen Hauptschenkel (2) und Querschenkel (3) über zwei entgegenge setzt gekrümmte Krümmungsabschnitte (5, 7) verbundenen Quer steg (6) aufweisen,
- und die Winkelprofilstäbe (1) jeweils mit der dem Hauptschen kel (2) zugeordneten freien Kante (4) rechtwinklig auf der Wand (11) aufgesetzt und mit dieser verschweißt sind.

2. Schwingeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Quersteg (6) mit dem längeren Hauptschenkel (2) einen stumpfen Winkel (α) von 125° bis 145°, mit dem kürzeren Quer schenkel (3) einen spitzen Winkel (β) von 55° bis 35° bildet, wobei die Mittelebene (10) des Hauptschenkels (2) den Querschen kel (3) - zum zugeordneten Krümmungsabschnitt (7) hin versetzt - außermittig schneidet.

3. Schwingeranordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsradien (r 5, r 7) der Krümmungsabschnitte (5, 7) et wa der Dicke (s) des Stahlbleches, aus dem der Winkelprofilstab (1) hergestellt ist, entsprechen.

4. Schwingeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamthöhe (b) des Profilstabes (1) - von der freien Kan te (4) des Hauptschenkels (2) bis zur Außenfläche des Querschen kels (3) gemessen - dem 12 bis 24fachen Maß der Dicke (s) des Stahlbleches entspricht.