DE60316950T2

DE60316950T2 - Schwingungsdämpfungsrohrklemme

Info

Publication number: DE60316950T2
Application number: DE60316950T
Authority: DE
Inventors: Jan Van Walraven
Original assignee: J van Walraven Holding BV
Current assignee: J van Walraven Holding BV
Priority date: 2002-08-06
Filing date: 2003-08-04
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2023-08-05
Also published as: US7611101B2; EP1527299A1; AU2003253518A1; EA200500230A1; ES2297226T3; NL1021220C2; WO2004013534A1; DE60316950D1; EP1527299B1; ATE376143T1; US20050230568A1; EA006699B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine schwingungsdämpfende Rohrschelle zum schwingungsdämpfenden Befestigen eines Rohrs an einem Träger, insbesondere an einer Gebäudewand oder -decke.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf das schwingungsdämpfende Teil einer Rohrschelle dieser Art, das zwischen dem Rohr und dem Rohrschellenkörper angeordnet ist. Das schwingungsdämpfende Teil soll die Übertragung von Schwingungen vom Rohr an den Rohrschellenkörper und damit an den Träger verringern.
Die US 592 755 beschreibt eine große Anzahl unterschiedlicher schwingungsdämpfender Teile für eine Rohrschelle. In der US 592 755 wird vorgeschlagen, das schwingungsdämpfende Teil so zu gestalten, daß einer oder mehrere innere Durchlässe, die in Umfangsrichtung verlaufen, im schwingungsdämpfenden Teil vorhanden sind. Zusätzlich zur Lösung der Bereitstellung von inneren Durchlässen ist es auch bekannt, Nuten und Rippen am Innenumfang und/oder Außenumfang der schwingungsdämpfenden Teile anzuordnen, wie dies z. B. in der EP 0 413 883 gezeigt ist.
Das Vorsehen von inneren Durchlässen und von Nuten und Rippen sind allgemein bekannte Maßnahmen auf dem Gebiet schwingungsdämpfender Teile für Rohrschellen.
Schwingungsdämpfende Rohrschellen mit einem schwingungsdämpfenden Teil, das aus einem geschäumten Gummi mit einer Struktur aus offenen und/oder geschlossenen Zellen und dazwischenliegenden Zellwänden mit Filmdicke gefertigt ist, sind ebenfalls bekannt. Ein Nachteil dieser bekannten Rohrschellen besteht darin, daß die Zellwände mit Filmdicke nur einer sehr geringen wiederholten Belastung standhalten können, und, wenn diese Belastung überschritten wird, ausbeulen, d. h. sie sind dann dauerhaft kollabiert. Auch eine übermäßige statische Belastung kann bewirken, daß die Zellwände brechen. Dies bedeutet, daß Schaumgummis langfristig für diese Anwendung unzureichend stabil sind, und ferner sind solche Materialien auch in unerwünschter Weise temperaturempfindlich. In der Praxis sind Rohrschellen mit einem schwingungsdämpfenden Teil aus geschäumtem Gummi nur für relativ anspruchslose Anwendungen unter leichten Belastungen geeignet.
Aus der EP 1 106 900 A1 , auf welcher der Oberbegriff des Anspruchs 1 beruht, ist eine Rohrschelle bekannt, die einen Rohrschellenkörper umfaßt, welcher aus zwei Schellenhälften zusammengesetzt ist, wobei eine der Hälften mit einer Mutter versehen ist, mit welcher die Rohrschelle über einen Gewindestift oder dergleichen an einem Träger befestigt werden kann.
Die Rohrschelle weist ein schwingungsdämpfendes Teil auf, das am Innenumfang des Rohrschellenkörpers anliegt. Das bekannte schwingungsdämpfende Teil wird bei Gebrauch zwischen dem Außenumfang des Rohrs und dem Rohrschellenkörper angeordnet. Es umfaßt eine Lastverteilungsschicht auf der Rohrseite und eine Schicht aus elastischem Material, bei dem es sich um einen Schaumgummi oder ein (Gummi) Material mit einer porigen Struktur handeln kann.
Die oben erwähnten schwingungsdämpfenden Teile werden in Rohrschellen mit schwingungsdämpfender Wirkung eingesetzt. Diese Wirkung ist z. B. im Fall von Medien führenden Leitungen, wie Wasserrohren, Zentralheizungsrohren und dergleichen, in Gebäuden wichtig, wobei in diesem Zusammenhang die Übertragung von Schwingungen von diesen Leitungen an die Wände und Decken, an denen die Leitungen mit der Rohrschelle befestigt sind, ein Problem darstellt.
Um die beabsichtigte schwingungsdämpfende Wirkung sicherzustellen, ist es bekannt, daß der Hersteller der Rohrschelle für jede Rohrschelle eine maximal zulässige Gebrauchslast angibt, die durch das Rohr unter gleichzeitigem Beibehalten der schwingungsdämpfenden Wirkung des schwingungsdämpfenden Teils auf das schwingungsdämpfende Teil in radialer Richtung ausgeübt werden kann. Diese maximale Gebrauchslast ist eine statische Last, die anhand des Gewichtes des gefüllten Rohres berechnet wird.
Es ist z. B. aus der DE 199 26 952 allgemein bekannt, daß bei einer stärkeren Kompression des schwingungsdämpfenden Teils die schwingungsdämpfende Wirkung abnimmt. In diesem Zusammenhang ist es bereits bekannt, daß im Falle einer Rohrschelle mit einem schwingungsdämpfenden Teil zwei unterschiedliche maximale Gebrauchslasten angegeben sind, nämlich eine maximale Gebrauchslast, die dergestalt ist, daß die schwingungsdämpfende Wirkung erhalten bleibt, und eine deutlich höhere maximale Gebrauchslast, bei der es keine Schwingungsdämpfung mehr gibt. Ein Hersteller ist bekannt, bei dem letzterer Wert um einen Faktor von 5 höher als ersterer Wert ist. Es versteht sich, daß ein solch großer Unterschied bedeutet, daß eine sehr große Anzahl Rohrschellen erforderlich ist, um ein Rohr zu stützen, was zu unerwünscht großen Schwierigkeiten bei der Installation führt.
Ein weiterer Nachteil einer niedrigen maximalen Gebrauchslast zur Beibehaltung einer Schwingungsdämpfung besteht darin, daß in der Praxis eine beträchtliche Gefahr vorhanden ist, daß das schwingungsdämpfende Teil tatsächlich schwereren Lasten als der statischen Gebrauchslast, die bei der Konstruktion der Installation berechnet wurde, ausgesetzt wird. Dies ist dadurch begründet, daß die tatsächliche Last auf das schwingungsdämpfende Teil auch noch durch eine Reihe anderer Faktoren festgelegt ist, die meist bei der Berechnung auf Papier nicht berücksichtigt werden. Diese Faktoren umfassen unter anderem Wärmeeffekte, z. B. die Aufweitung des Rohrs, vor allem aber die sogenannten Montageeffekte. Zu diesen zählen z. B. die Ausrichtung der Rohrschelle, wenn, wie üblich, ein Rohr von mehreren in einem Abstand voneinander angeordneten Rohrschellen abgestützt wird. Wenn eine Rohrschelle geringfügig ungenau zum Rohr angeordnet ist, was in der Praxis nahezu unvermeidbar ist, führt dies zu einer zusätzlichen Last auf das schwingungsdämpfende Teil. Ebenso besteht in der Praxis ein beträchtliches Risiko, daß der ringförmige Schellenkörper der Rohrschelle um das Rohr herum zu fest angezogen wird, insbesondere da nun häufig leistungsfähige elektrische Schraubendreher verwendet werden, um die Schraube(n) der Rohrschelle anzuziehen. Ein (übermäßiges) Anziehen der Rohrschelle führt auch zu einer zusätzlichen statischen Last auf das schwingungsdämpfende Teil. Diese Effekte bewirken, daß die schwingungsdämpfende Wirkung nachläßt oder vollständig verloren geht. Bisher wurden diese Effekte nicht berücksichtigt, wenn die schwingungsdämpfende Wirkung der Rohrschellen mittels Versuchen im Labormaßstab bestimmt wurde.
Ein Ziel der Erfindung ist es, eine verbesserte Rohrschelle vorzuschlagen, die unter Berücksichtigung der tatsächlichen Praxissituation, wenn Rohre mit Hilfe von Rohrschellen installiert werden, die gewünschte Schwingungsdämpfung bietet.
Die Erfindung stellt eine Rohrschelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereit, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das schwingungsdämpfende Teil aus einem porigen, vulkanisierten Gummi mit geschlossenen Hohlräumen und Trennwänden zwischen diesen gefertigt ist.
Durch die Verwendung von porigem, vulkanisiertem Gummi anstelle von Vollgummi oder Schaumgummi, wie aus dem Stand der Technik bekannt, ist es möglich, die vorteilhaften Eigenschaften von Vollgummi – insbesondere bezüglich der elastischen Verformbarkeitseigenschaften – optimal zu nutzen und darüber hinaus gleichzeitig das gewünschte „weiche Verhalten" des schwingungsdämpfenden Teils aufgrund der Porigkeit zu erhalten.
Die Erfindung beruht unter anderem auf der Einsicht, daß der sogenannte „Formfaktor" eines schwingungsdämpfenden Teils für die erreichbare Schwingungsdämpfung relevant ist. Schließlich ist vulkanisierter Gummi nicht komprimierbar, d. h. eine Kompression in einer bestimmten Richtung ist mit der Bildung einer Ausbauchung in einer anderen Richtung verbunden.
Im Falle von Rohrschellen, bei denen der steife, im wesentlichen ringförmige Rohrschellenkörper um die Außenseite des im wesentlichen ringförmigen schwingungsdämpfenden Teils herum liegt, kann diese Ausbauchung in der Praxis nur in der seitlichen Richtung (in Richtung der Achse des Rohrs) entstehen. Die bekannten Formen des schwingungsdämpfenden Teils mit inneren Durchlässen und/oder äußeren Rippen und Nuten sollen diesen Mechanismus der lokalen Kompression unter dem Einfluß des Rohrs und der seitlichen Ausbauchung fördern und auf diese Weise die Kompression des schwingungsdämpfenden Teils erleichtern.
Der Formfaktor ist der Quotient mit einer Last beaufschlagten Fläche einerseits und der freien Fläche des schwingungsdämpfenden Teils andererseits. Im Falle eines bekannten schwingungsdämpfenden Teils, das aus Vollgummi gefertigt ist und einem massiven Querschnitt aufweist, können im Falle einer Kompression des schwingungsdämpfenden Teils zwischen dem Rohr und dem Rohrschellenkörper nur die freien Ränder des schwingungsdämpfenden Teils als freie Fläche betrachtet werden, was bedeutet, daß der Formfaktor hoch ist.
Die bekannten schwingungsdämpfenden Teile für Rohrschellen, die mit über den Umfang verlaufenden inneren Durchlässen und/oder mit Nuten und Rippen über den Umfang an den äußeren Rändern versehen sind, haben aufgrund der größeren freien Fläche einen günstigeren Formfaktor als die oben beschriebenen festen schwingungsdämpfenden Teile.
Durch die Verwendung von porigem Elastomermaterial, vorzugsweise porigem vulkanisiertem Gummi, als Material für das schwingungsdämpfende Teil einer Rohrschelle, wie sie gemäß der Erfindung vorgeschlagen wird, ist es möglich, eine deutlich größere Fläche zu erreichen als im Fall der bekannten schwingungsdämpfenden Teile für Rohrschellen, da die Hohlräume merklich zur freien Fläche beitragen. Auf diese Weise ist es möglich, einen deutlich niedrigeren Formfaktor zu erhalten als mit den bekannten schwingungsdämpfenden Teilen für Rohrschellen. Dadurch kann eine Rohrschelle mit besonders günstigen Isoliereigenschaften erhalten werden, ohne daß die Außenabmessungen des schwingungsdämpfenden Teils (und daher der Rohrschelle) im Vergleich zu bekannten Rohrschellen geändert werden müßten.
Die freie Fläche des porigen Materials, die durch die Hohlräume geschaffen wird, ist zudem vorteilhaft für die schwingungsdämpfende Wirkung, wenn die Scherlast des schwingungsdämpfenden Teils berücksichtigt wird, da ein schwingendes Rohr auf das schwingungsdämpfende Teil auch dynamische Kräfte in Längsrichtung des Rohrs ausübt, die zum Abscheren des Dämpfungsteils führen. Im Vergleich zu Vollgummi ist die aktive Oberfläche, die im Falle des schwingungsdämpfenden Teils gemäß der Erfindung einer Scherkraft unterliegt, merklich kleiner, und daher bietet das schwingungsdämpfende Teil einen niedrigeren Scherwiderstand. Dies trägt ebenfalls merklich zu den Dämpfungseigenschaften der erfindungsgemäßen Rohrschelle bei.
Der Formfaktor des schwingungsdämpfenden Teils beträgt vorzugsweise weniger als 0,2, besonders bevorzugt weniger als 0,1, wobei der Formfaktor für den linearen Kompressionsbereich unter Kompression des porigen Elastomers, vorzugsweise des porigen vulkanisierten Gummis, bestimmt wird.
Vorzugsweise haben die Wände zwischen den Hohlräumen eine Dicke und die Hohlräume einen Durchmesser, die dergestalt sind, daß eine elastische Verformung des schwingungsdämpfenden Teils unter elastischer Verformung dieser Wände stattfindet, wobei das Volumen der Hohlräume verringert wird. Daher ist bei einer Kompression des porigen Gummis zu beobachten, daß die Wände in einer Richtung komprimiert werden und im wesentlichen rechtwinklig zu dieser Richtung in den Raum der Hohlräume ausbauchen.
Die Dicke der Wände ist vorzugsweise dergestalt, daß bei einer elastischen Verformung des schwingungsdämpfenden Teils die zwischengeschalteten Wände ein Verformungsverhalten zeigen, das im wesentlichen dem Verformungsverhalten von festem Material entspricht, wie dies oben erläutert wurde. Diese Wände zwischen den Hohlräumen des porigen Materials haben eine Dicke, die merklich größer als die der filmdünnen Wände ist, die von Schaumgummi bekannt sind, und verhält sich auch unter Last deutlich anders. Dies ist dadurch bedingt, daß gerade diese Wände in dem erfindungsgemäßen schwingungsdämpfenden Teil die elastische Lagerkraft des schwingungsdämpfenden Teils ergeben. Das Material, vorzugsweise der vulkanisierte Gummi, der Wände dieses schwingungsdämpfenden Teils ist an sich nicht komprimierbar, aufgrund des Vorliegens von Hohlräumen im gesamten porigen Material können die Wände jedoch unter Einwirkung einer darauf ausgeübten Kraft ausbauchen, wobei die Größe der Hohlräume dann verringert wird. Wenn das schwingungsdämpfende Teil unter dem Einfluß der maximal zulässigen Gebrauchslast, die unter Beibehaltung der schwingungsdämpfenden Wirkung des schwingungsdämpfenden Teils von dem Rohr in radialer Richtung auf das schwingungsdämpfende Teil ausgeübt werden kann, komprimiert wird, sind im Material noch immer Hohlräume vorhanden.
Bevorzugt sind die Hohlräume im wesentlichen druckfrei, so daß bei einer Verringerung des Volumens der Hohlräume unter dem Einfluß einer Verformung des schwingungsdämpfenden Teils kein merklicher Druckanstieg im Inneren der Hohlräume erfolgt.
Die Dicke der zwischengeschalteten Wände ist vorzugsweise größer oder gleich dem Durchmesser der Hohlräume.
Vorteilhafterweise liegt der Durchmesser der Hohlräume im Bereich von 0,03 bis 0,7 mm, vorzugsweise von 0,05 bis 0,5 mm.
Die Anzahl der Hohlräume pro mm³ liegt vorzugsweise im Bereich von 75 bis 350 Hohlräumen, besonders bevorzugt von 100 bis 275 Hohlräumen.
Der vulkanisierte, porige Gummi ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, die aus Materialien besteht, welche mittels Abspaltung von Wasser (gegebenenfalls bei einer Vulkanisierungstemperatur) aus einer wasserhaltigen Chemikalie erhältlich sind (Beispiele für diese Materialien umfassen vulkanisierte Gummis).
Der poröse Gummi ist bevorzugt aus der Gruppe der EPDM-Polymere ausgewählt.
Bei der wasserhaltigen Chemikalie handelt es sich vorzugsweise um ein hydratisiertes Salz.
Das schwingungsdämpfende Teil hat vorzugsweise einen langgestreckten, streifenartigen Körper, der entlang dem Innenumfang des ringförmigen Körpers verläuft. Der streifenartige Körper ist vorzugsweise extrudiert.
Bei einer möglichen Ausführungsform ist der Körper des schwingungsdämpfenden Teils mit Halterändern versehen, die in kraftschlüssiger Weise mit dem Rohrschellenkörper in Wechselwirkung stehen. Die Halteränder verlaufen vorzugsweise entlang den Seitenrändern des Rohrschellenkörpers, z. B. umgreifen die Halteränder den Rohrschellenkörper.
Die Halteränder weisen vorzugsweise eine weniger porige Struktur auf als der dazwischen liegende porige Streifen. Besonders bevorzugt haben die Halteränder eine durchgängige Struktur.
Die Seitenränder werden vorzugsweise in einem Koextrusionsverfahren einstückig auf dem dazwischen liegenden porigen Streifen ausgebildet.
Im Vergleich zu bekannten Rohrschellen wurde festgestellt, daß die Wahl der Materialien gemäß der Erfindung Vorteile, insbesondere im Niedrigfrequenzbereich, vor allem bei Schwingungen unterhalb von 250 Hz, bietet. Dies ist beispielsweise bei Rohrsystemen mit einer elektrisch angetriebenen Pumpe mit Flügelrädern wichtig. Die Lauffrequenz der Flügelräder führt dabei zu einer Schwingung im Rohrsystem im Bereich unterhalb 250 Hz. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß Niedrigfrequenzgeräusche, selbst wenn sie für das menschliche Ohr nicht oder kaum wahrnehmbar sind, gesundheitsschädlich sind.
Es versteht sich, daß die Wahl der Materialien gemäß der Erfindung mit bekannten Maßnahmen auf dem Gebiet der Umformung kombiniert werden kann.
Das schwingungsdämpfende Teil hat vorzugsweise eine Kennlinie, welche die Beziehung zwischen einer Druckbeanspruchung (N), die auf das schwingungsdämpfende Teil ausgeübt wird, und der resultierenden relativen Kompression des schwingungsdämpfenden Teils (%) darstellt, wobei die Kennlinie bei zunehmender Druckbeanspruchung eine erste Zone mit einer im wesentlichen linearen Beziehung zwischen der Druckbeanspruchung und der relativen Kompression, eine daran anschließende zweite Zone mit einer verminderten Zunahme der relativen Kompression bei weiter steigender Kompression und möglicherweise eine dritte Zone mit einer relativen Kompression aufweist, die bei weiter steigender Druckbeanspruchung im wesentlichen konstant bleibt, wobei die Kennlinie des schwingungsdämpfenden Teils bei einer relativen Kompression des schwingungsdämpfenden Teils von mindestens 50% einen Übergang von der ersten zur zweiten Zone aufweist.
Die Dicke der bekannten schwingungsdämpfenden Teile sowie bevorzugter Ausführungsformen gemäß der Erfindung liegt im Bereich von 3 bis 10 mm. Versuche haben gezeigt, daß bei den bekannten schwingungsdämpfenden Teilen, die eine ähnliche Kennlinie haben, der Übergang von der ersten zur zweiten Zone bei einer relativen Kompression des schwingungsdämpfenden Teils von etwa 25% zu finden ist. Dies bedeutet, daß die schwingungsdämpfende Wirkung bereits bei einer Kompression von etwa 1 bis 2,5 mm verloren gegangen ist. Dieser Kompressionsgrad tritt aus den oben angegebenen Gründen häufig auf.
Bei der erfindungsgemäßen Rohrschelle ist ein deutlich breiterer Bereich für die Kompression des schwingungsdämpfenden Teils verfügbar. Der Hersteller kann nun einfach die maximal zulässige Gebrauchslast wählen, die durch das Rohr in radialer Richtung auf das schwingungsdämpfende Teil ausgeübt werden kann, wobei die schwingungsdämpfende Wirkung des schwingungsdämpfenden Teils noch soweit beibehalten wird, daß genug Spielraum für eine weitere Kompression des schwingungsdämpfenden Teils in Folge von Montageeffekten bleibt, ohne daß die relative Kompression 50% überschreitet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1a eine Rohrschelle, die mit einem erfindungsgemäßen schwingungsdämpfenden Teil versehen ist, sowie ein von der Rohrschelle getragenes Rohr,
1b einen anderen Querschnitt durch die Rohrschelle und das Rohr, die in 1a gezeigt sind,
2a–b einen Querschnitt durch ein Beispiel eines schwingungsdämpfenden Teils gemäß der Erfindung bei verschiedenen Kompressionsgraden,
3 eine Tabelle, die Meßergebnisse unter Verwendung einer Rohrschelle nach dem Stand der Technik zeigt,
4 die Tabelle aus 3 in Form eines Graphs,
5 eine Tabelle, die Meßergebnisse unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Rohrschelle darstellt,
6 die Tabelle aus 5 in Form eines Graphs.
Die 1a und 1b zeigen schematisch einen Querschnitt durch eine schwingungsdämpfende Rohrschelle 1 gemäß der Erfindung zum Befestigen eines Rohrs 6 an einem Träger, insbesondere zur Befestigung eines ein Medium führenden Rohres 6 an einer Wand oder Decke eines Gebäudes.
Die Rohrschelle 1 weist einen im wesentlichen steifen, ringförmigen Rohrschellenkörper 2 auf, der aus einer ersten Schellenhälfte 3 und einer zweiten Schellenhälfte 4 besteht und mit Befestigungsmitteln versehen ist, in diesem Beispiel mit einer Mutter 5, um den Rohrschellenkörper an einem Träger zu befestigen.
Es versteht sich, daß der Begriff ringförmig nicht bedeutet, daß der Rohrschellenkörper kreisförmig ausgebildet ist, z. B. ist es auch denkbar, daß der Rohrschellenkörper eine quadratische oder vieleckige Gestalt aufweist.
Ferner weist die Rohrschelle 1 ein im wesentlichen ringförmiges, schwingungsdämpfendes Teil 10 auf, das am Innenumfang des Rohrschellenkörpers 2 anliegt und während der Montage letztlich zwischen dem Außenumfang des Rohrs 6 und dem Rohrschellenkörper 2 angeordnet wird. In diesem Beispiel hat das schwingungsdämpfende Teil 10 einen langgestreckten, streifenartigen Körper, der entlang dem Innenumfang des ringförmigen Rohrschellenkörpers 2 verläuft.
Das schwingungsdämpfende Teil 10 ist aus einem porigen, vulkanisierten Gummi mit geschlossenen Hohlräumen und mit Trennwänden zwischen diesen gefertigt.
Dabei weisen die Wände zwischen den Hohlräumen, die in den 1a und b in übertriebenem Maßstab gezeigt sind, eine solche Dicke und die Hohlräume einen solchen Durchmesser auf, daß eine elastische Verformung des schwingungsdämpfenden Teils unter elastischer Verformung dieser Wände erfolgt, wobei das Volumen der Hohlräume verringert wird.
Ferner ist die Dicke der Wände dergestalt, daß im Falle einer elastischen Verformung des schwingungsdämpfenden Teils die dazwischenliegenden Wände ein Verformungsverhalten haben, das im wesentlichen dem Verformungsverhalten von Vollgummi entspricht.
Beispielshalber ist das Teil 10 durch Extrudieren oder (Spritz-)Gießen und Vulkanisierung aus einem Gummi hergestellt, der aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus vulkanisierten Gummis besteht, die durch Abspalten von Wasser aus einer wasserhaltigen Chemikalie bei einer Vulkanisationstemperatur erhalten werden.
Beispielshalber ist der porige Gummi aus der Gruppe der EPDM-Polymere ausgewählt.
Die wasserhaltige Chemikalie ist beispielsweise ein hydratisiertes Salz. Während der Vulkanisierung wird das Wasser dann von dem Salz befreit und verdampft, was zur Bildung der Hohlräume führt. Beim Abkühlen kondensiert der Wasserdampf, so daß im wesentlichen nur eine minimale Menge an Wasser und Dampf in den Hohlräumen zurückbleibt. Dies führt dazu, daß die Hohlräume im wesentlichen druckfrei sind, so daß bei einer Verringerung des Volumens der Hohlräume unter dem Einfluß einer Verformung des schwingungsdämpfenden Teils kein merklicher Druckanstieg erfolgt.
Bei einer möglichen Ausführungsform sind aufgrund des Herstellverfahrens Blasen und Taschen an der Außenfläche des schwingungsdämpfenden Teils 10 sichtbar.
Die Hohlräume bewirken, daß der Formfaktor des schwingungsdämpfenden Teils, der als der Quotient der mit Last beaufschlagten Fläche und der freien Fläche definiert ist, deutlich niedriger ist, als wenn das Teil 10 einen massiven Querschnitt hat, und sogar deutlich niedriger als bei bekannten Ausführungsformen mit Rippen/Nuten und Durchlässen.
Es ist anzumerken, daß die Erfindung natürlich auch das Vorsehen von Rippen/Nuten und inneren Durchlässen dieser Art im schwingungsdämpfenden Teil zuläßt.
Der Formfaktor des schwingungsdämpfenden Teils beträgt vorzugsweise weniger als 0,2, insbesondere weniger als 0,1.
Die Dicke der zwischengeschalteten Wände ist vorzugsweise größer oder gleich dem Durchmesser der Hohlräume.
Bevorzugt liegt der Durchmesser der Hohlräume zwischen 0,03 und 0,7 mm, vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,5 mm.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform beträgt die Anzahl der Hohlräume pro mm³ 75 bis 350 Hohlräume, vorzugsweise 100 bis 275 Hohlräume.
Bei einer nicht in 1 gezeigten Ausführungsform ist der Körper des schwingungsdämpfenden Teils an seinen Seitenkanten mit Halterändern versehen, die formschlüssig mit dem Rohrschellenkörper in Wechselwirkung treten sollen, z. B. Seitenränder, die entlang den Seitenkanten des ringförmigen Rohrschellenkörpers verlaufen oder diese umgreifen.
Bei einer möglichen Ausführungsform haben diese Halteränder eine weniger porige Struktur als der dazwischen liegende porige Streifen, z. B. eine massive Struktur.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform werden die Halteränder auf dem dazwischen liegenden porigen Streifen einstückig in einem Koextrusionsverfahren ausgebildet.
Die 2a–b zeigen in deutlich vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch ein schwingungsdämpfendes Teil einer Rohrschelle gemäß der Erfindung in verschiedenen Zuständen. Dabei handelt es sich in diesem Fall um ein schwingungsdämpfendes Teil 10, das ursprünglich einen rechteckigen Querschnitt hatte und das, wie oben beschrieben, aus porigem, vulkanisiertem EPDM-Gummi hergestellt ist. Die Qualität des gezeigten Beispiels ist mäßig. Insbesondere sind die Größenverteilung und die Verteilung der Hohlräume nicht optimal. Die Qualität ist zur Klarstellung der Erfindung angemessen.
In 2a ist der porige Gummi unbelastet, und die Hohlräume und dazwischen liegenden Wände sind deutlich sichtbar.
In 2b wurde der porige Gummi mit einer Kompression beträchtlicher Stärke beaufschlagt. Es ist ersichtlich, daß das Material der Wände sich im wesentlichen wie Vollgummi verhält, wobei die Ausbauchung des Gummis zwischen den Hohlräumen in die Hohlräume hinein erfolgt, die dadurch kleiner werden.
Eine Vergleichsuntersuchung, die sich auf die Schwingungsdämpfung einer Rohrschelle bezieht, wird nun anhand der 3–6 erläutert, die einen Vergleich zwischen einer bekannten Rohrschelle, die mit einem schwingungsdämpfenden Teil versehen ist, und einer Rohrschelle, die mit einem schwingungsdämpfenden Teil gemäß der Erfindung versehen ist, darstellt.
Die Studie wurde mittels Vergleichsversuchen durchgeführt, die vom Fraunhofer Institut für Bauphysik (DE) vorgenommen wurden. Für diese Versuche wurde ein Stahlrohr mit einem Außendurchmesser von 33 mm mittels Rohrschellen an einer Meßwand befestigt. In einer Aufnahmekammer wurde auf einer Seite der Meßwand ein Mikrofon und auf ihrer anderen Seite das Rohr angebracht. Die Messungen wurden gemäß DIN 52219 durchgeführt.
Die Meßergebnisse beziehen sich auf Differenzmessungen bezüglich eines Referenzversuchs, bei dem das Rohr mittels Metallrohrschellen ohne schwingungsdämpfende Teile an der Meßwand befestigt war.
Die Tabellen in den 3 und 5 zeigen die Meßdifferenz des Lärmpegels (in dB) bei Ein-Drittel-Oktavband-Mittenfrequenzen im Bereich von 100 bis 5.000 Hz, die durch INS (International Noise Standard) gemäß ISO 3822-1: 1999 erzeugt wurden. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse unter Verwendung von Rohrschellen des Typs „BISMAT 2000", wie sie von der Anmelderin kommerziell erhältlich sind, und Tabelle 5 stellt die Ergebnisse mit Rohrschellen dar, die mit erfindungsgemäßen schwingungsdämpfenden Teilen versehen sind. Dabei stellt der in 4 gezeigte Graph die Meßergebnisse aus 3 und der in 6 gezeigte Graph die Meßergebnisse aus 5 dar.
Aus den Tabellen und Kurven ist klar ersichtlich, daß unter Verwendung der mit dem erfindungsgemäßen schwingungsdämpfenden Teil versehenen Rohrschellen eine sehr deutliche Verbesserung der Geräuschdämpfung, insbesondere im Frequenzbereich von 125 bis 250 Hz, erreicht wird.

Claims

Schwingungsdämpfende Rohrschelle (1) zum Befestigen eines Rohrs (6) an einem Träger, insbesondere zum Befestigen eines ein Medium führenden Rohrs an einer Wand oder Decke eines Gebäudes, mit: – einem steifen Rohrschellenkörper (2), der aus einem oder mehreren Teilen (3, 4) besteht und mit Befestigungsmitteln (5) zum Befestigen des Rohrschellenkörpers (2) an einem Träger versehen ist, – einem schwingungsdämpfenden Teil (10), das am Innenumfang des Rohrschellenkörpers (2) anliegt und letztlich zwischen dem Außenumfang des Rohrs (6) und dem Rohrschellenkörper (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das schwingungsdämpfende Teil (10) aus porigem, vulkanisiertem Gummi mit geschlossenen Hohlräumen und mit Trennwänden zwischen diesen gefertigt ist.
Rohrschelle nach Anspruch 1, wobei die Wände eine solche Dicke und die Hohlräume einen solchen Durchmesser haben, daß eine elastische Verformung des schwingungsdämpfenden Teils (10) unter elastischer Verformung dieser Wände erfolgt, wobei das Volumen der Hohlräume verkleinert wird.
Rohrschelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Wände eine solche Dicke haben, daß die Zwischenwände im Falle einer elastischen Verformung des schwingungsdämpfenden Teils (10) ein Verformungsverhalten aufweisen, das im wesentlichen dem Verformungsverhalten von Vollgummi entspricht.
Rohrschelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hohlräume im wesentlichen drucklos sind, so daß im Falle einer Verkleinerung des Volumens der Hohlräume unter dem Einfluß einer Verformung des schwingungsdämpfenden Teils (10) kein merklicher Druckanstieg im Inneren der Hohlräume erfolgt.
Rohrschelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das schwingungsdämpfende Teil (10) einen Formfaktor aufweist, der durch den Quotienten der mit einer Last beaufschlagten Oberfläche und der freien Oberfläche festgelegt ist, und wobei die Hohlräume den Formfaktor merklich verringern.
Rohrschelle nach Anspruch 5, bei welcher der Formfaktor des schwingungsdämpfenden Teils (10) weniger als 0,2, vorzugsweise weniger als 0,1, beträgt.
Rohrschelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Dicke der Zwischenwände größer oder gleich dem Durchmesser der Hohlräume ist.
Rohrschelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Durchmesser der Hohlräume zwischen 0,03 und 0,7 Millimetern, vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,5 Millimetern, liegt.
Rohrschelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Anzahl der Hohlräume pro mm³ zwischen 75 und 350 Hohlräumen, vorzugsweise zwischen 100 und 275 Hohlräumen, liegt.
Rohrschelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Material des porigen, schwingungsdämpfenden Teils (10) aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Materialien besteht, welche durch Abspalten von Wasser aus einer wasserhaltigen Chemikalie erhältlich sind.
Rohrschelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Material des porigen, schwingungsdämpfenden Teils (10) aus der Gruppe der EPDM-Polymere ausgewählt ist.
Rohrschelle nach Anspruch 10, bei der die wasserhaltige Chemikalie ein hydratisiertes Salz ist.
Rohrschelle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei der das schwingungsdämpfende Teil (10) einen langgestreckten, streifenartigen Körper hat, der entlang dem Innenumfang des ringförmigen Körpers (2) verläuft.
Rohrschelle nach Anspruch 13, bei welcher der Körper des schwingungsdämpfenden Teils (10) mit Halterändern versehen ist, die in kraftschlüssiger Wechselwirkung mit dem Rohrschellenkörper (2) stehen.
Rohrschelle nach Anspruch 14, bei der die Halteränder entlang den Seitenrändern des Rohrschellenkörpers (2) verlaufen und ihn beispielsweise umgreifen.
Rohrschelle nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Halteränder eine weniger porige Struktur als der dazwischenliegende porige Streifen, z. B. eine feste Struktur, aufweisen.
Rohrschelle nach Anspruch 16, wobei die Seitenränder in einem Koextrusionsverfahren einstückig auf dem dazwischenliegenden porigen Streifen ausgebildet werden.
Rohrschelle (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, die eine vom Hersteller vorgegebene, maximal zulässige statische Gebrauchslast hat, welche von dem Rohr (6) in radialer Richtung auf das schwingungsdämpfende Teil (10) ausgeübt werden kann und bei der gleichzeitig die Elastizität des schwingungsdämpfenden Teils (10) erhalten bleibt, wobei das schwingungsdämpfende Teil (10) eine Kennlinie aufweist, welche die Beziehung zwischen einer Druckbeanspruchung (N), die auf das schwingungsdämpfende Teil (10) ausgeübt wird, und der resultierenden relativen Kompression des schwingungsdämpfenden Teils (%) darstellt, wobei die Kennlinie bei zunehmender Druckbeanspruchung eine erste Zone mit einer im wesentlichen linearen Beziehung zwischen der Druckbeanspruchung und der relativen Kompression, eine daran anschließende zweite Zone mit einer verminderten Zunahme der relativen Kompression bei weiter steigender Kompression und möglicherweise eine dritte Zone mit einer relativen Kompression aufweist, die bei weiter steigender Druckbeanspruchung im wesentlichen konstant bleibt, wobei die Kennlinie des schwingungsdämpfenden Teils (10) bei einer relativen Kompression des schwingungsdämpfenden Teils (10) von mindestens 50% einen Übergang von der ersten zur zweiten Zone aufweist.