SE436051B - Anordning for vibrationsdempning - Google Patents

Description

8103748-3 10 15 20 25 30 35 konstruktionen och plåten.

Uppfinnaren har nu gjort den förvånande upptäckten, att om motkroppen är så formad och anordnad, att den åtminstone kan utföra en svängnings- eller tippningsrörelse relativt sin längdriktning, läggs en ny och överraskande dämpeffekt till den konventionella dämpning, som orsakas av skjuvning i det viskoelastiska skiktet. Om motkroppens längd dessutom anpassas till longitudinalvåglängden i motkroppens material, erhålls också dämpning av longitudinalvågor i en konstruktion genom skjuvning i det viskoelastiska skiktet. En föredragen form på motkroppen är en sådan med allmänt sett tråd- eller stav- form med cirkulär eller annan tvärsektion.

Uppfinningen kännetecknas sålunda primärt av att motkroppen allmänt sett är tråd- eller stavformig samt inbäddad i det viskoelastiska materialet så att den har möjlighet att reso- nanssvänga relativt en konstruktion under deformation av det viskoelastiska materialet kring däri inbäddade partier av mot- kroppen då det viskoelastiska materialet häftar vid en vibre- rande konstruktion.' Uppfinningen beskrivs i det följande under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka Fig. l med en perspektivvy visar ett utskuret parti av en enligt uppfinningen dämpad konstruktion; Fig. 2a och 2b visar ett snitt efter linjen II-II i fig. l, varvid fig. 2a visar konstruktionen i vila och fig. 2b visar densamma i starkt överdriven transversalsvängning i vertikal- led; Fig. 3a, b och c visar ett snitt efter linjen III-III i fig. l, varvid fig. 3a visar motkroppen i viloläge medan fig. 3b och 3c visar densamma under svängning åt vänster resp. höger; Fig. 4a visar uppifrån konstruktionen enligt fig. l försatt i kraftigt överdriven transversalsvängning i horisontalled; »<1 10 15 20 25 30 35 81037148-3 Fig. 4b visar ett snitt efter linjen IVb i fig. 4a; Fig. 4c visar ett snitt efter linjen IVc i fig. 4a; Fig. 5, 6, 7 och 8 visar var sitt exempel på alternativa mot- kroppar; Fig. 9 visar i perspektiv flera i ett viskoelastiskt skikt anbringade tråd- eller stavformiga motkroppar samt Fig. 10 slutligen visar uppifrån ett exempel på tillämpning av uppfinningen.

I fig. l betecknar ll ett parti av en vibrerande konstruktion, som är dämpad enligt uppfinningen. Denna konstruktion kan exempelvis vara en motor, en byggnadskonstruktion, en trappa eller vilken som helst konstruktion av vilket som helst kon- struktionsmaterial, som vibrerar och/eller avstrâlar buller på grund av sin användning eller av andra skäl. På en yta l2 på konstruktionen ll är anbringat ett skikt 13 av ett visko- elastiskt material, som häftar till ytan 12. Såsom är vanligt inom tekniken med viskoelastisk dämpning är en motkropp an- bringad på det viskoelastiska skiktet. Enligt uppfinningen är denna motkropp en allmänt sett tråd- eller stavformad kropp 14, vilken enligt fig. 3a har cirkulärt tvärsnitt och är del- vis inbäddad i skiktet 13 och delvis uppskjuter ur detsamma, så att tvärsnittets masscentrum M i det visade exemplet be- finner sig ovanför eller utanför det viskoelastiska skiktets 13 ytplan.

Såsom vid konventionell viskoelastisk dämpning, där en all- mänt sett plattliknande motkropp används, uppnås dämpning genom longitudinell skjuvning i det viskoelastiska skiktet 13 då konstruktionen ll böjsvänger enligt fig. 2b.

På grund av motkroppens l4 form och belägenhet i det visko- elastiska skiktet har motkroppen, i synnerhet vid lägre frek- venser, möjlighet att också tippa eller rotera i sidled i re- sonans med vibrationsfrekvensen. Exempel på denna effekt vi- sas i fig. 3b och c, varvid tippningen eller rotationen i den- 81037148-3 10 15 20 25. 30 35 na första mod sker kring ett rotationscentrum C, som är be- läget under kroppen, och det viskoelastiska materialet defor- meras på ömse sidor om kroppen. Denna cykliska deformation av det viskoelastiska materialet orsakar ytterligare förlus- ter av energi och sålunda ytterligare dämpning.

Vid högre frekvenser kan motkroppen i en andra mod börja ro- tera fram och åter kring ett ovanför kroppen beläget rota- tionscentrum (ej visat).

Motkroppen 14 kan också vid höga frekvenser böjsvänga med en annan böjvåglängd än konstruktionen ll (fig. 4a). Därvid upp- står dels skjuvdeformationer i skiktet 13 på grund av horison- tella rörelser hos motkroppen l4 (fig. 4b och 4c) och dels deformation vid kompression av skiktet 13 för vertikala (räk- nat relativt en horisontell yta) rörelser hos tråden (ej vi- sat).

Motkroppens verkliga rörelser kan mycket väl och mycket sanno- likt vara en kombination av de rörelser, som nu beskrivits och visas i fig. 2, 3 och 4. Om exempelvis tvärsnittet enligt fig. 4b dessutom utsätts för en rotations- eller tippnings- rörelse enligt fig. 3b och samtidigt tvärsnittet enligt fig. 4c utsätts för en rotations- eller tippningsrörelse enligt fig. 3c, kommer motkroppen att torsionsvridas mellan dessa tvärsnitt, vilket också kommer att bidraga till energiför- luster och därmed ytterligare dämpning.

I fig. 5, 6,_7 och 8 visas exempel på andra tvärsnitt hos mot- kroppen, ett rektangulärt tvärsnitt 15, ett T-format tvär- snitt 16, ett U-format tvärsnitt 17 samt ett tvärsnitt 18 med en cylindrisk del 19 och två skänklar 20, 2l, mellan vil- ka finns en relativt smal spalt, i vilken det viskoelastiska materialet 13 genom kapillärverkan kan sugas upp för att däri- genom ge en större vidhäftningsyta till motkroppen. -1 10 15 20 25 30 35 8103748-3 För uppnående av tillfredsställande dämpresultat anordnas med fördel ett flertal företrädesvis parallella motkroppar l4, såsom visas i fig. 9. Flera motkroppar 14 kan också ordnas i rad efter varandra, varvid för optimering av dämpresultatet mellanrummen i längdled kan vara förskjutna enligt fig. 10.

För dämpning av longitudinalvågor i konstruktionen ll är den optimala längden av varje motkropp 14 en multipel av en fjär- dedel av longitudinalvåglängden i motkroppens material.

Vid utövande av uppfinningen kan det viskoelastiska skiktet 13 anbringas på ytan till en konstruktion, som skall dämpas, och motkroppen eller motkropparna 14 läggas i det icke härda- de viskoelastiska materialet, eller kan det viskoelastiska skiktet spridas ut på ett plastark eller annat underlag, till vilket det inte vidhäftar, och motkroppen eller motkropparna läggas i det icke härdade viskoelastiska materialet, vilket, efter härdning, kan avlägsnas från underlaget tillsammans med motkroppen eller motkropparna (fig. 93, och därefter, exempelvis genom limning, anbringas på ytan av en konstruktion, som skall dämpas.

Motkroppen behöver ej såsom visas på ritningärna vara i kon- takt med det viskoelastiska skiktet längs hela sin utsträck- ning, utan kan vara häftad vid detta endast på spridda ställen, eller kan det viskoelastiska skiktet uppvisa avbrott, så att motkroppen på dessa ställen är fri.

Motkroppen behöver ej heller ha konstant tvärsnitt, utan kan med mellanrum uppvisa partier med t.ex. midjor av större el- ler mindre utsträckning.

Vid praktiska försök under utnyttjande av uppfinningen har utmärkta dämpresultat erhållits. Härvid har som exempel an- vänts motkroppar med cirkulärt tvärsnitt av 2-8 mm diameter, viskoelastiska skikt med tjocklekar mellan l och 3 mm samt 81037148-3 nedsjunkningsdjup förnmtkroppen i det viskoelastiska skiktet mellan l och 3 mm.

Inom vissa gränser kan motkroppens tvärsnittsdimension, det 5 viskoelastiska skiktets tjocklek (skjuvmodul) och motkroppens nedsjunkning i skiktet beräknas för optimal dämpverkan vid känd störfrekvens och temperatur. fx

Claims (4)

81037148-3 PATENTKRAV

1. Anordning för vibrationsdämpning av en konstruktion under användning av ett vidhäftande viskoelastiskt material (13) och åtminstone en motkropp (14), varvid motkroppen (14) är så anordnad i det viskoelastiska materialet (l3), att detta utsätts för energiupptagande, longitudinell skjuv- deformation mellan motkroppen (14) och en vibrerande kon- struktion (ll), då det viskoelastiska materialet häftar vid en sådan, k ä n n e t e c k n a d a v att motkroppen allmänt sett är tråd- eller stavformig och är inbäddad i det viskoelastiska materialet (13) så att den - utöver longitudinell skjuvdeformationåstadkommande rörelse - har möjlighet att utföra en rotations- eller tippnings- rörelse relativt en konstruktion, varigenom ytterligare energiupptagande deformation av det viskoelastiska materialet (13) äger rum kring däri inbäddade partier av motkroppen, då det viskoelastiska materialet häftar vid en vibrerande konstruktion.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att motkroppen (14) också har möjlighet att utföra horison- tella och vertikala rörelser relativt en horisontell kon- struktionsyta, varigenom uppkommer lateral skjuvdeformation resp. kompressionsdeformation av det viskoelastiska skiktet (13).

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d a v att motkroppens (14) tvärsnitts masscentrum (M) befinner sig i ett plan utanför det viskoelastiska materialets (13) ytplan.

4. Anordning enligt något av föregående krav, med flera motkroppar, k ä n n e t e c k n a d a v att motkroppar- na (14) är väsentligen parallella.