NO311470B1 - Resonansabsorbator - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en resonansabsorbator for dempning av lydsvingninger i legemer med flere frittsvingende tunger med forskjellige resonansrfekvenser, hvor tungene er anordnet på en felles basis som er forbindbar med et legeme som skal dempes, hvor tungene er utformet som dobbelttunger.

Resonansabsorbatorer av den ovenfor nevnte type er kjent for eksempel fra DE 1 071 364 eller DE-OS 2 163 798. Ved disse svingningsabsorbatorer er det enkelte tunger når det gjelder deres resonansfrekvens avstemt til svingningene i legemet som skal dempes. Tungene som på den måten er eksitert til resonanssvingninger trekker dermed sving-ningsenergi ut av legemet som skal dempes, som ved egnet dempning av tungene til sist omsettes til varme.

Videre beskriver US 4 924 976 en vibrasjonsabsorbator som består av en rekke dobbelttunger med ulik lengde, og WO 90/07673 beskriver et dempningssystem der demp-ningselementer av ulik lengde er ordnet i en stabel med en fast avstand mellom elementene.

For økning av den svingningsdempende virkning er det fra EP 0 020 284 Bl kjent å stable plateformede tunger over hverandre, hvor det mellom tungene er anordnet lag av et dempningsmateriale. De enkelte tunger og dempningsmaterialer er avstemt på en slik måte i forhold til hverandre at de enkelte plater svinger mot hverandre og på den måten kom-primerer henholdsvis løse dempningsmaterialer. Ved en slik resonansabsorbator må mel-lomlagene av dempningsmaterialet være forholdsvis tykke og myke, slik at det ikke skjer en for stor kopling mellom de enkelte tunger, slik at det totale svingningsforhold ville blitt forandret.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en resonansabsorbator av den ovenfor nevnte type hvor det ved lik virkning muliggjøres en mer kompakt byggemåte hvor det kan avstemmes et mest mulig bredt frekvensområde, og hvor det trengs mindre mengder av dempningsmateriale enn hittil.

Dette formål oppnås ved hjelp av en resonansabsorbator som har karakteristiske trekk som angitt i patentkrav 1. Svingningsabsorbatoren ifølge oppfinnelsen har for det første en frittsvingende tunge som er utformet som dobbelttunger, men som imidlertid svingningsmessig ikke er sammenkoplet til nærliggende dobbelttunger, og på denne måten viser et definert svingningsforhold. For det andre blir det for økning av dempningen av en dobbelttunge anvendt en teknologi som i og for seg er kjent som "innklemt belegg" (tysk: eingezwangter Belag) for dempning av bøyesvingninger i de tynne plater. Dermed blir dempningssjiktet ikke deformert ved kompresjon henholdsvis løsing, men ved skjær-virkning, slik at dempningsjiktene kan være ekstremt tynne.

Tungene kan enten være anordnet i en stilling ved siden av hverandre, som for eksempel tilsvarende DE 2 163 798, eller over hverandre, som for eksempel tilsvarende DE 1 071 364 hhv. EP 0 020 284 Bl. På særlig kompakt måte blir flere lag med dekningslik ytre omkrets stablet over hverandre, slik at det dannes en blokk av linjeformet og spalteformet anordnede frittsvingende dobbelttunger.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med et utførelseseksempel og under henvisning til tegningen som viser en resonansabsorbator bestående av syv lag (1-7) av dobbelttunger (1.1, 1.2, 1.3...), idet hvert lag er fremstilt av to dekningslike metallplater med lik tykkelse. Platene er innskåret kamliknende på to motsatte sider A og B, idet det forblir en basisstrimmel med bredden b som ikke er innskåret og som forløper på skrå over plateflaten. Langs denne basisstrimmel er det mellom det enkelte lag innlagt dekningslikt forløpende avstandsstykker 10-15 over hvilke det skjer en akustisk kopling av de enkelte plater i området ved basisstrimmelen, idet stillingene og avstandsstykkene holdes sammen ved hjelp av en basisplate 8 og en såkalt adapterplate 9 ved hjelp av spennskruer 9.1 til 9.7. Avstandsstykkene kan særlig ved fremstilling av større antall av absorbatorer også være direkte integrert med platene, for eksempel ved tilsvarende støpe-former for platene eller ved prege- eller fresebearbeiding av plane plater. Resonans-absorbatoren blir forbundet via basisplaten 8 kraft- og momentsluttende med et legeme som skal dempes.

Mellom de to plater i et lag (1 til 7) blir det før stablingen på hverandre og skjæringen påført et dempningssjikt slik at det dannes en sandwichliknende struktur. Etter skjæringen av platen dannes således dobbelttunger 1.1, 1.2, ...1.7, som hver består av to metalliske tungeelementer, for eksempel 1.11 og 1.12, med derimellom inntvunget belegg, for eksempel 1.13.

Når basisstrimmelen forløper asymmetrisk over plateplanet, som i det viste eksempel, så dannes det for hvert lag 2 x 7 dobbelttunger hver med forskjellig lengde og således forskjellig resonansrfekvens.

Når sjikttykkelsen av de enkelte plateelementer fra lag til lag (fra 1 til 7) øker, som også vist i utførelseseksemplet, multipliseres antallet av tunger med forskjellige resonansfrekvenser med antallet av lag. For beregning av resonansrfekvensene for dobbelttungene med konstant tverrsnittsforløp kan det settes opp følgende forhold:

Her betyr

sn: Egenfrekvens-konstant

1: Tungelengde

I: Flatetreghetsmoment

A: Tungetverrsnittsflate

E: Elastisitetsmodul

p: Tetthet

Egenfrekvenskonstantene er avhengig av typen av innspenning av tungen og egensvingningens ordenstall. I "Technische Akustik" av IVAR VEIT, forlag: Vogel Fachbuch, 4. oppi., 1988 er det for en ensidig innspent stav, som kan anses å være ekvivalent med absorbatortungen ifølge oppfinnelsen, angitt følgende konstanter for grunnsvingningen og de første fire oversvingninger:

si = 1,875 (Gmnnsvingning)

s2= 4,694 (1. oversvingning)

s3= 7,855 (2. oversvingning)

s4= 10,996 (3. oversvingning)

s5= 14,137 (4. oversvingning)

Ved forbindelsen av to tungeelementer med en dobbelttunge ved hjelp av et dempningssjikt må det tas hensyn til en koplingsfaktor med hensyn til fastleggelsen av resonansfrekvensen for en slik dobbelttunge. Således gjelder:

Her betyr

fnD: Egenfrekvens for dobbelttungen

K : Koplingsfaktor.

Koplingsfaktoren beveger seg alt etter materialet mellom verdiene 1 og 2. Ved en meget myk dempningsmasse øker egenfrekvensen for dobbelttungen bare uvesentlig, og ved en meget hard dempningsmasse får man nesten koplingsfaktoren 2, altså en frekvens-fordobling.

Særlig fordelaktig er en avsatsoppdeling av tungene etter følgende formel:

Her betyr

ln = Lengden av den n-te tunge

lo = Lengden av den lengste tunge

n = Løpeindeks mellom 0 og N-l

N = Totalt antall av de forskjellige tungelengder

fi = første resonansfrekvens for den lengste tunge

f2= andre resonansfrekvens for den lengste tunge.

Den mulighet å forsyne dobbelttungene med forskjellige dempningssjikt fører til en temp-eraturområdeutvidelse for svingningsabsorbatoren.

Claims (9)

1. Resonansabsorbator for dempning av lydsvingninger i legemer med flere frittsvingende tunger med forskjellige resonansfrekvenser, hvor tungene er anordnet på en felles basis som er forbindbar med et legeme som skal dempes, hvor tungene er utformet som dobbelttunger (1.1, 1.2, ...),karakterisert vedat dobbelttungene (1.1, 1.2, ...) har et inntvunget dempningsbelegg (1.13; ...) mellom hver av de to tungeelementer (1.11, 1.12;

2. Resonansabsorbator ifølge krav 1,karakterisert vedat de to tungeelementer (1.11,1.12;...) er dekningslike.

3. Resonansabsorbator ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat det er stablet flere dobbelttunger (1.1, 2.1, ...) med gjensidige avstander over hverandre, idet basisflatene for innføring av lydsvingningene i legemene står i kontakt med hverandre.

4. Resonansabsorbator ifølge krav 3,karakterisert vedat dobbelttungene (1.1, 2.1, ...) i en stabel er dekningslike, men har imidlertid forskjellige tykkelser.

5. Resonansabsorbator ifølge ett av kravene 1-4,karakterisert vedat det er anordnet flere dobbelttunger (1.11, 1.12, 1.13, ...) med forskjellige lengder ved siden av hverandre på en felles basis.

6. Resonansabsorbator ifølge ett av kravene 1-5,karakterisert vedat et lag (1) av dobbelttunger (1.1, 1.2,...) med forskjellige lengder er dannet ved kamliknende innskjæring av to dekningslike, rektangulære eller kvadratiske plater på to motstående sider (A, B) ved bibeholdelse av en sentral basisstiimmel som forløper på skrå over plateflaten.

7. Resonansabsorbator ifølge krav 6,karakterisert vedat flere lag (1, 2, 3 ...) av dobbelttunger (1.1, 1.2, ...; 2.1, 2.2, ...; ...) med forskjellige tykkelser og dekningslike basisstrirnler er stablet over hverandre, idet rennene av dobbelttungene er frittstående, men hvor basisstrimlene står i kontakt med hverandre.

8. Resonansabsorbator ifølge ett av kravene 1-7,karakterisert vedat dempningssjiktet (1-13,...) innenfor en stabel av dobbelttunger er forskjellig fra lag til lag.

9. Resonansabsorbator ifølge ett av kravene 1-8,karakterisert vedat lengden av dobbelttungene er oppdelt i avsatser etter følgende forhold:

hvor ln = Lengden av den n-te tunge lo = Lengden av den lengste tunge n = Løpetall mellom 0 og N-l N = Totalantall av de forskjellige tunger fi = første resonansfrekvens av den lengste tunge f2 = andre resonansfrekvens av den lengste tunge.