AT502119A1

AT502119A1 - Schwingungs- und schalldämpfer

Info

Publication number: AT502119A1
Application number: AT19452001A
Authority: AT
Original assignee: Bonatrans A S
Priority date: 2000-12-13
Filing date: 2001-12-12
Publication date: 2007-01-15
Also published as: AT502119B1; ITMI20012646A1; DE10161006A1; CH695641A5; CZ292368B6; CZ20004646A3

Description

Gebiet der Technik

Die technische Lösung betrifft die Konstruktion und das Gefüge eines Schwingungs- und Schalldämpfers zur Senkung der ungünstigen dynamisch akustischen Auswirkungen in technischen i

Maschinesystemen, wie z. B. bei Bremsscheiben, Zahnrädern, u.ä., besonders aber bei Rädern der Gleisfahrzeuge.

Stand der Technik

In sich bewegenden Maschineteilen und Baugruppen entstehen Vibrationen, die nachfolgend übertragen werden. Solche vibrierende Systeme bilden dann bestimmte Energie, die unter anderem auch als Lärm bezeichnete Schallbildung verursacht.

Zur Senkung dieser Schwingungen und des Lärms werden Schwingungs- und Schalldämpfer benutzt, die mit vibrierenden Maschineteilen durch Schrauben, Bolzen, Nieten, das Kleben oder Distanzringen mechanisch verbunden sind.

Die bisher angewendeten Schwingungs- und Schalldämpfer sind als ein Blech, bzw. als ein mit Antischwingungsmasse versehenes Blech ausgeführt. Andere Arten von Schwingungs- und Schalldämpfern sind aus zwischen die Bleche eingelegten Schichten von Gummi gebildet oder sie sind aus Segmenten gebildet, die' aus Metalllamellen und Plasten zusammensetzen.

Ausführungen dieser Schwingungs- und Schalldämpfer sind z. B. in Patentschriften EP-A-0 278 248-A oder EP-A-0 510 974 aufgeführt, wobei die Schwingungs- und Schalldämpfer durch verschiedene eventuell durch adhäsive Schichten ergänzte ·· ···· ·· · - 2 -

Kombinationen eines nackten Blechs und einer viskoelastischen Masse gebildet sind. Es sind auch Schwingungs- und Schalldämpfer gemäß der Patentschrift US-Ä-4 297 154- -bekannt, die sich aus Streckmetall und einer oder zwei Elastomerschichten zusammensetzen. Eine weitere Ausführung des Schwingungs- und Schalldämpfers ist in der Patentschrift CZ-285 423-B6 beschrieben, wo der Schwingungs- und Schalldämpfer aus mehreren Schichten einer viskos plastischen Masse', die die aus Streckmetall und nacktem Blech gebildeten Metallschichten trennt.

Ein Nachteil dieser Schwingungs- und Schalldämpfer ist, dass sie Dämpfung im ganzen Bereich der Schwingungsfrequenzen nicht gewährleisten und ' die Dämpfung ist also'aus dem Sichtpunkt der Schnelligkeit und Intensität nicht perfekt.' Iiangzeitige Wärmebeständigkeit der Schwingungs- und Schalldämpfer ist auch ungenügend, was nachfolgend auch Effektivität der Schwingungsund Schalldämmung schlechter macht. Bei großen Gleisfahrzeuggeschwindigkeiten kommen weiter" auch jHaftigkeitsfstörungen einzelner Schichten eines zusammengesetzten Schwingungs- und Schalldämpfers durch Einfluss von hohen Werten der

Schleuderkraft vor.

Nachfolgend haben diese Nachteile auch Einfluss auf eine kürzere Betriebsdauer der Schwingungs- und Schalldämpfer und Notwendigkeit deren Austausches, wodurch sich Betriebskosten technischen Maschinesystemen erhöhen.

Wesen der Erfindung

Die erwähnten Nachteile werden im beträchtlichen Maße durch ein aus untereinander verbundenen Schichten zusammengesetzten

Schwingungs- und Schalldämpfer, vorzugsweise für Räder der η

Gleisfahrzeuge^ beseitigt, der erfindungsgemäß darin besteht, ·· ···· ·· · • ·♦·· ·· ♦ • · • · • · ·· ♦ · • · · · • φ · · • · · · ···· • · · · · · - 3 - dass er aus mindestens einer Glasfaserschicht, mindestens einer Nacktblechschicht und mehr als einer Polymerschicht gebildet ist, wobei einzelne Glasfaserschichten und Nacktblechschichten immer durch eine Polymerschicht voneinander getrennt sind und dass die äußeren Flächen des Schwingungs- und Schalldämpfers durch eine Nacktblechschicht oder eine Polymerschicht gebildet sind.

Der Schwingungs- und Schalldämpfer ist vorzugsweise mit einem System der Schnitte in der Form einer Gerade, eines Kreisteiles oder einer Kurve des 2. Ordens. Die Anzahl und die Länge der Schnitte ist verschieden für einzelne Arten der Schwingungsund Schalldämpfer in Abhängigkeit von deren Form und Anwendung und ist auf Grund einer Optimalisierungskalkulation durch die Methode der Endelementen bestimmt.

Schwingungs- und Schalldämpfer ist vorzugsweise auch mit einem System der Öffnungen verschiedener Form, z. B. kreisförmigen, ovalen, polygonalen, versehen. Die Anzahl, Größe und Verteilung der Öffnungen sind für einzelne Arten der Schwingungs- und Schalldämpfer verschieden, mit Abhängigkeit von deren Form und Anwendung und ist auf Grund einer Optimalisierungskalkulation durch die Methode der Endelementen bestimmt.

Einzelne Schnitte oder Öffnungen im Schwingungs- und Schalldämpfer sind dabei entweder nur in einer Schicht oder in mehreren Schichten oder in allen Schichten. Das bedeutet, dass die Schnitte oder Öffnungen im Rahmen der Gesamtdicke des Schwingungs- und Schalldämpfers verschiedene Tiefe aufweisen.

Der eigene Schwingungs- und Schalldämpfer kann verschiedene Größen und Formen aufweisen, z. B. einer Kreisplatte, eines Kreisrings oder jedwede andere Form, und kann gemäß ··· ·

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Erfordernissen, die aus der Form des schwingenden Massenkörpers, in dem er mit Hilfe von Sicherungsdistanzringen, Schrauben, Bolzen, Nieten oder das Kleben mechanisch aufgenommen ist, resultieren, modifiziert werden.

Ein Vorteil dieses Schwingungs- und Schalldämpfers liegt darin, dass er Schwingungen und Schall im breitem Band der Frequenzen dämmt, wobei die Kombination der Glas$fasern und des Polymers einen kleineren Dämpfungsverlustfaktor hat, was seine Dämmungszeit verkürzt. Auch die Wärmebeständigkeit des Schwingungs- und Schalldämpfers unter Last ist höher und der Schwingungs- und Schalldämpfer ist im Stande langzeitig Temperaturen bis 150 °C zu widerstehen im Falle der üblichen Wärmebeständigkeit und Temperaturen bis 300 °C im Falle der höheren Wärmebeständigkeit. Glasfaserschichten erhöhen nicht nur die Dämmwirkung, aber sie garantieren auch hohe Adhäsion mit Polymer, so dass der Schwingungs- und Schalldämpfer eine hohe Tragfähigkeit, die seine Anwendbarkeit auch für Applikationen auf Teilen mit hoher Rotationsgeschwindigkeit ermöglicht, z. B. bei Gleisfahrzeugen bis 200 - 350 Stundenkilometer, wobei es kommt! keiner durch hohe Werte der !Schleuder|kräfte verursachte Haftungsbeschädigung des Schwingungs- und Schalldämpfers [vo-r. Die Kombination der Glasfaserschichten und der Polymerschichten zwischen ihnen gewährleistet Erreichung der Homogenität entlang des Schnittes eines Schwingungs- und Schalldämpfers, was Minimalisierung des Restunwuchts des ganzen Systems gewährleistet dort, wo der Schwingungs- und Schalldämpfer angewendet ist. Durch ein System der Schnitte oder Öffnungen durch den Schwingungs- und Schalldämpfer kann auch die Wirksamkeit des Schwingungs- und Schalldämpfers in ausgewählten Frequenzbereichen erhöht werden. • · · ··· · · • · · · · ···· • · · · · · · ···

·· ···· ·· · • · · · · • · · ··· · - 5 - Übersicht der Abbildungen auf den Zeichnungen

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der

Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Auf Abbildungen 1 bis 8 sind im Querschnitt verschiedene Modifikationen des Schwingungs- und Schalldämpfers abgebildet. Die Schwingungs- und Schalldämpfer sind aus Nacktblech-,

Glasfaser- und Polymerschichten zusammengesetzt. Abbildung 9 stellt ein Teil des Schwingungs- und Schalldämpfers mit einem System der Schnitte in der Form von Kurven dar, und letztlich, Abb. 10 stellt ein Teil des Schwingungs- und Schalldämpfers mit einem System von Zirkelförmigen Öffnungen dar.

Beispiele der Erfindungsausführung

Beispiel 1

Der Schwingungs- und Schalldämpfer auf der Abb. 1 besteht aus einer Nacktblechschicht 1, zwei Glasfaserschichten 3 und vier Polymerschichten 2, die voneinander einzelne Nacktblechschichten 1 und Glasfaserschichten 3^ trennen und gleichzeitig auch beide äußere Teile des Schwingungs- und Schalldämpfers bilden.

Beispiel 2

Der Schwingungs- und Schalldämpfer auf der Abb. 2 besteht aus einer Nacktblechschicht 1_, einer Glasfaserschicht 3 und drei Polymerschichten 2, die voneinander die Nacktblechschicht 1. und die Glasfaserschicht 3 trennen und gleichzeitig auch beide äußere Teile des Schwingungs- und Schalldämpfers bilden.

Beispiel 3

Der Schwingungs- und Schalldämpfer auf der Abb. 3 besteht aus zwei Glasfaserschichten 3, einer Nacktblechschicht 1, und drei ···· ·· • · • · · • ··· · · • · · ···· • · · · ·· ·· · ·· - 6 -

Polymerschichten 2. Eine äußere Fläche des Schwingungs- und Schalldämpfers ist durch eine Polymerschicht 2 und die andere äußere Schicht durch eine Nacktblechschicht 1 gebildet. Die Polymerschichten 2^ trennen einzelne Nacktblechschichten 1^ und Glasfaserschichten 3 voneinander.

Beispiel 4

Der Schwingungs- und Schalldämpfer auf der Abb. 4 besteht aus einer Glasfaserschicht 3^ einer Nacktblechschicht 1_ und zwei Polymerschichten 2. Eine äußere Schicht des Schwingungs- und Schalldämpfers ist durch eine Polymerschicht 2 und die andere äußere Schicht durch eine Nacktblechschicht _1 gebildet. Die Polymerschichten 2 trennen einzelne Nacktblechschichten 1 und Glasfaserschichten 3 voneinander.

Beispiel 5

Der Schwingungs- und Schalldämpfer auf der Abb. 5 besteht aus zwei Glasfaserschichten 3, zwei Nacktblechschichten 1, und fünf Polymerschichten 2. Beide äußere Flächen des Schwingungs- und Schalldämpfers sind durch eine Polymerschicht 2 gebildet und die Polymerschichten 2 trennen hier auch einzelne

Nacktblechschichten 1 und Glasfaserschichten 3 voneinander.

Beispiel 6

Der Schwingungs- und Schalldämpfer auf der Abb. 6 besteht aus zwei Glasfaserschichten 3, zwei Nacktblechschichten 1, und drei Polymerschichten 2. Beide äußere Schichten des Schwingungsund Schalldämpfers sind durch eine Nacktblechschicht 1 gebildet. Die Polymerschichten 2 trennen einzelne Nacktblechschichten 1 und Glasfaserschichten 3 voneinander.

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Beispiel 7

Der Schwingungs- und Schalldämpfer auf der Abb. 7 besteht aus einer Glasfaserschicht 3, zwei Nacktblechschichten 1, und vier Polymerschichten 2. Beide äußere Schichten des Schwingungsund Schalldämpfers sind durch eine Polymerschicht 2 gebildet und die Polymerschichten 2 trennen auch einzelne Nacktblechschichten 1 und Glasfaserschichten 3 voneinander.

Beispiel 8

Der Schwingungs- und Schalldämpfer auf der Abb. 8 besteht aus einer Glasfaserschicht 3, zwei Nacktblechschichten 1, und zwei Polymerschichten 2. Beide äußere Flächen des Schwingungs- und Schalldämpfers sind durch eine Nacktblechschicht _1 gebildet. Die Polymerschichten 2 trennen einzelne Nacktblechschichten 1. und Glasfaserschichten 3 voneinander.

Industrielle Anwendbarkeit

Der Schwingungs- und Schalldämpfer ist besonders für Räder der Gleisfahrzeuge konstruiert, aber kann auch vorzugsweise bei Bremsscheiben, Bolzen, Getrieberädern, und solchen Machinebauteilen, die eine hohe Gesamtenergie der Schwingungen haben, vorzugsweise angewendet werden.

Claims

8 Patentansprüche 1. Ein Schwingungs- und Schalldämpfer, vorzugsweise für Räder der Gleisfahrzeuge, zu denen er durch Schrauben, Bolzen, Nieten, das Kleben oder Distanzringen befestigt ist, bestehend aus untereinander verbundenen Schichten, dadurch gekennzeichnet, dass er aus mindestens einer Glasfaserschicht (3), mindestens einer Nacktblechschicht (1) und mehr als einer Polymerschicht (2) gebildet ist, wobei einzelne Glasfaserschichten (3) und Nacktblechschichten (1) immer durch eine Polymerschicht (2) voneinander getrennt sind, und dass die äußeren Flächen des Schwingungs- und Schalldämpfers durch eine Nacktblechschicht (1) oder eine Polymerschicht (2) gebildet sind.
2. Ein Schwingungs- und Schalldämpfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ dass er mit einem System der Schnitte in der Form einer Gerade, eines Kreisteiles oder einer Kurve des 2. Ordens versehen ist, wobei die Anzahl und die Länge der Schnitte ist verschieden für einzelne Arten der Schwingungs- und Schalldämpfer in Abhängigkeit von deren Form und Anwendung, wobei die Schnitte nur in einer Schicht, in mehreren Schichten oder in allen Schichten gebildet sind.
3. Ein Schwingungs- und Schalldämpfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem System der Öffnungen verschiedener Form versehen ist, wobei die Anzahl, Größe und Verteilung der Öffnungen sind für einzelne Arten der Schwingungs- und Schalldämpfer verschieden, mit Abhängigkeit von deren Form und Anwendung wobei die Öffnungen nur in einer ''sBhicht, in mehreren Schichten oder in allen Schichten gebildet sind. Wien, am QeZ. 2001 4jjL *·/.««, Dr. Effiära^B^mr