DE3330471A1

DE3330471A1 - Covibrating, variable-volume resonator in the form of a silator

Info

Publication number: DE3330471A1
Application number: DE19833330471
Authority: DE
Inventors: Carl 8028 Taufkirchen Heynemann; Werner 8083 München Hundt
Original assignee: Metzeler Kautschuk 8000 Muenchen GmbH; Metzeler Kautschuk GmbH; Metzeler Kautschuk AG
Current assignee: Metzeler GmbH
Priority date: 1983-08-24
Filing date: 1983-08-24
Publication date: 1985-03-14
Also published as: DE3330471C2

Abstract

A covibrating, variable-volume resonator in the form of a silator has two plates cambered outwards in the form of a lens, as well as possibly an intermediate plate with a central opening whose edge regions are joined to one another and to the intermediate plate by means of electron-beam welding, laser welding or ultrasonic welding. The relatively slight, brief and spatially restricted heating of this silator by these welding methods ensures a negligible effect on the mechanical and/or acoustic properties of the silator, and thus a better reproducibility of its sound-damping behaviour. <IMAGE>

Description

Mitschwingender, Jolumenändernder Resonator inResonant jolumen changing resonator in

Form eines Silators Die Erfindung betrifft einen mitschwingenden, volumenändernden Resonator in Form eines Silators der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.Shape of a silator The invention relates to a resonant, volume-changing resonator in the form of a silator in the preamble of the claim 1 specified genus.

Ein solcher Resonator geht beispielsweise aus der DE-AS 28 34 823, der DE-AS 26 32 290 und der DE-AS 29 47 026 hervor und besteht im allgemeinen aus einem zylindrischen Hohlraum, der aus einer Zwischenplatte mit einer zentralen Öffnung sowie einem linsenförmig gewölbten Gehäuse in Form zweier beiderseits der Zwischenplatte angeordneten dünnen Platten mit einem linsenförmig aufgewölbten Bereich etwa von der Größe der zentralen Öffnung der Zwischenplatte. Im allgemeinen werden solche Resonatoren aus Stahl- oder Aluminiumblech gefertigt. Wird der Kalotten-Hohlraum dieses linsenförmig gewölbten Ge -häuses evakuiert , wodurch der Resonator in den Betriebszustand gebracht wird, so hat das Gehäuse nur noch eine schwach gewölbte Form. Die Randbereiche der beiden nach außen gewölbten dünnen Platten, die den Kalottenhohlraum umschließen, sind im Randbereich mit der Zwischenplatte verbunden.Such a resonator goes, for example, from DE-AS 28 34 823, DE-AS 26 32 290 and DE-AS 29 47 026 and generally consists of a cylindrical cavity consisting of an intermediate plate with a central opening as well as a lens-shaped curved housing in the form of two on either side of the intermediate plate arranged thin plates with a lens-shaped bulging area of about the size of the central opening of the intermediate plate. Generally such Resonators made of sheet steel or aluminum. Becomes the calotte cavity this lenticular curved housing evacuated, whereby the resonator in the Is brought to the operating state, the housing only has a slightly curved one Shape. The edge areas of the two outwardly curved thin plates that form the spherical cavity enclose, are connected in the edge area with the intermediate plate.

Derartige Resonatoren werden zur Schalldämmung in Luft und anderen gasförmigen, dampfförmigen oder flüssigen Medien einqesetzt, wobei die durch das Vakuum vorgespannten dünnen Platten durch die Schallwellen in Schwingungen versetzt werden. Durch das innen liegende Vakuum kann damit der Schallpegel erheblich verringert werden.Such resonators are used for sound insulation in air and others gaseous, vaporous or liquid media are used, whereby the Vacuum pre-stressed thin plates vibrated by the sound waves will. The internal vacuum can significantly reduce the sound level will.

Ein Problem bei der Fertigung solcher Resonatoren stellt die Verbindung zwischen den Randbereichen der beiden gewölbten Platten bzw. der Zwischenplatte und diesen Platten dar. In der DE-AS 2 947 026 wird darauf hingewiesen, daß die Randbereiche miteinander "verklebt" sind.The connection poses a problem in the manufacture of such resonators between the edge areas of the two curved plates or the intermediate plate and these plates. In DE-AS 2 947 026 it is pointed out that the Edge areas are "glued" together.

Zu diesem Zweck wird im allgemeinen ein Klebstoff im Randbereich zwischen der Zwischenplatte und den beiden gewölbten Platten eingebracht und auf eine Temperatur von etwa 1500C erwärmt, so daß der Klebstoff aushärtet und die Platten miteinander verbindet.For this purpose, an adhesive is generally used in the edge area between the intermediate plate and the two curved plates and brought to a temperature heated by about 1500C, so that the adhesive hardens and the plates together connects.

Nachteilig ist bei dieser bekannten Fügetechnik die Erwärmung des gesamten Resonators, da diese Wärmebehandlung oft zu einer Verformung des Resonators und damit zu einer unkontrollierten Änderung seiner Schalldämpfungseigenschaften, insbesondere zu einer Verschiebung seiner Resonanzfrequenz,führt. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Resonator der angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem die oben erwähnten Nachteile nicht auftreten.The disadvantage of this known joining technique is the heating of the entire resonator, since this heat treatment often leads to a deformation of the resonator and thus to an uncontrolled change in its soundproofing properties, in particular leads to a shift in its resonance frequency. The invention is therefore based on the task of creating a resonator of the specified type, in which the disadvantages mentioned above do not occur.

Insbesondere soll ein Resonator vorgeschlagen werden, bei dem Herstellung der Verbindung der beiden gewölbten Platten bzw. der Zwischenplatte und diesen Platten keine Auswirkunq auf die Eiqenschaften des Resonators hat.In particular, a resonator is to be proposed during manufacture the connection of the two curved plates or the intermediate plate and these plates has no effect on the properties of the resonator.

Dies wird erfindunqsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruch$ 1 angegebenen Merkmale erreicht.This is according to the invention by the in the characterizing part of claim $ 1 achieved characteristics.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen genannt.Appropriate embodiments are mentioned in the subclaims.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß die Herstellung der Verbindung zwischen den beiden gewölbten Platten oder zwischen der Zwischenplatte und den beiden gewölbten Platten nur zu einer eng begrenzten, lokalen und im Vergleich mit den üblichen Klebetechniken extrem kurzzeitigen Erwärmung der Randbereiche, nämlich praktisch nur im Bereich der eigentlichen Schweißnaht führt, die Wärmebelastung der übrigen Teile der gewölbten Platten und ggf. der Zwischenplatte -vernachlässigbar ist. Damit wird eine Verformung des gesamten Resonators sicher vermieden, womit diese Fügetechnik keinen Einfluß auf die mechanischen und/oder akustischen Eigenschaften des Resonators hat,so daß sich auch bei der Herstellung solcher Resonatoren in großen Stückzahlen eine gute Reproduzierbarkeit, auch in bezug auf die Resonanzfrequenz des Resonators , ergibt.The advantages achieved with the invention are based in particular on that the establishment of the connection between the two arched plates or between the intermediate plate and the two curved plates only to a narrowly limited, local and extremely short-term heating in comparison with the usual adhesive techniques the edge areas, namely practically only in the area of the actual weld seam leads to the heat load on the remaining parts of the curved plates and possibly the intermediate plate - is negligible. This ensures that the entire resonator is deformed avoided, so that this joining technique has no effect on the mechanical and / or has acoustic properties of the resonator, so that it can also be used during manufacture Such resonators in large numbers a good reproducibility, also in with respect to the resonance frequency of the resonator, results.

Bei Resonatoren, die aus Metallen, insbesondere aus Stahlblech oder Aluminium bestehen, wird zweckmäßigerweise mit Elektronenstrahlschweißen gearbeitet. Hierfür stehen geeignete Geräte zur Verfügung, die kurze Taktzeiten haben, wie es für die Serienfertigung wesentlich ist.In the case of resonators made of metals, in particular sheet steel or If there are aluminum, electron beam welding is expediently used. Suitable devices are available for this, which have short cycle times, such as is essential for series production.

Außerdem kann bei Resonatoren aus Metallen, mit Ausnahme von Aluminium, mit Laser-Schweißen gearbeitet werden, wie es dann zweckmäßig wäre, wenn eine besonders feine Schweißnaht, die exakt positioniert werden muß, angestrebt wird.In addition, resonators made of metals, with the exception of aluminum, be worked with laser welding, as it would be useful if a special fine Weld seam, which must be positioned exactly, is sought.

Wird schließlich ein solcher Resonator aus Kunststoff hergestellt, so bietet sich auch die Verwendung eines Ultraschall-Schweißverfahrens an.Finally, if such a resonator is made of plastic, the use of an ultrasonic welding process is also an option.

In allen Fällen können die sonst erforderlichen Zusatzstoffe, wie beispielsweise Kleber, entfallen, die einerseits die Herstellungskosten und andererseits das akustische Verhalten des Resonators beeinflussen.In all cases, the additives otherwise required, such as for example glue, which on the one hand, the manufacturing costs and on the other hand, are omitted affect the acoustic behavior of the resonator.

Solche Resonatoren haben, in Draufsicht gesehen, im allgemeinen Rechteck- oder Kreisform. Bei beiden Ausführungsformen kann sich die Schweißnaht senkrecht zu den Randbereichen der Platten von der freien Fläche einer gewölbten Platte, ggf. durch die Zwischenplatte hindurch, zur freien Fläche der anderen gewölbten Platte erstrecken. Bei kreisförmigen bzw. vieleckigen Silatoren ist auch eine umlaufende Schweißnaht an den Stirnkanten der Randbereiche der Platten möglich.Such resonators, seen in plan view, generally have rectangular or circular shape. In both embodiments, the weld seam can be perpendicular to the edge areas of the plates from the free surface of a curved plate, possibly through the intermediate plate to the free surface of the other curved plate extend. In the case of circular or polygonal silators, there is also a circumferential Welding seam possible on the front edges of the edge areas of the panels.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Resonator aus zwei Platten mit einander gegenüberliegenden Auswölbungen im mittleren Bereich und Fig. 2 einen Resonator mit gewölbten Platten und einer Zwischenplatte.A schematic drawing shows the structure and mode of operation of embodiments according to the invention explained in more detail. They show: Fig. 1 shows a longitudinal section through a resonator made of two plates with mutually opposite plates Bulges in the middle area and FIG. 2 shows a resonator with curved plates and an intermediate plate.

Fig. 1 zeigt einen Silator 10, der aus zwei dünnen Platten 11 und 12 besteht, die im mittleren Bereich je eine kugelkalottenförmige Auswölbung 13 bzw. 14 aufweisen. Dabei ist in der Figur der Silator 10 in noch nicht evakuiertemstand dargestellt, da sich nach dem Evakuieren die beiden Auswölbungen 13 und 14 wieder nach innen in den praktisch ebenen Zustand verformen und damit die für die Wirkunqsweise des Silators erforderliche Vorspannung bewirken. Im Betriebszustand hat dann ein derartiger Silator nur noch eine vergleichsweise schwache Wölbung.Fig. 1 shows a silator 10, which consists of two thin plates 11 and 12 consists of a spherical cap-shaped bulge 13 in the central area or 14 have. In the figure, the silator 10 is not yet evacuated shown, since the two bulges 13 and 14 are again after evacuation deform inwards into the practically flat state and thus the one for the mode of action cause the required pretensioning of the silator. In the operating state then has a such a silator only has a comparatively weak curvature.

Die Verbindung zwischen den beiden Platten 11 und 12 erfolgt nunmehr durch eine Elektronenstrahl-Schweißnaht 15, die im unmittelbar an die Auswölbungen 13 und 14 angrenzenden Bereits der Platten 11 und 12 konzentrisch zu dieser Auswölbung verläuft und sich senkrecht zur Ebene der Platten 11 und 12 von der Oberseite bis zur Unterseite erstreckt.The connection between the two plates 11 and 12 now takes place by an electron beam weld seam 15, which is immediately adjacent to the bulges 13 and 14 already adjoining the plates 11 and 12 concentric to this bulge runs and perpendicular to the plane of the plates 11 and 12 from the top to extends to the bottom.

Mit einer derartigen Elektronenstrahl-Schweißnaht können sowohl kreisförmige als auch vieleckige Silatoren zusammengefügt werden.With such an electron beam weld seam both circular as well as polygonal silators can be joined together.

In Fig. 2 ist ein Silator 20 dargestellt, der eine Zwischenplatte 21 mit einem kreisförmigen Ausschnitt 22 aufweist, wobei diese Zwischenplatte 21 beidseitig von einer ebenfalls kugelkalottenförmig ausgewölbten dünnen Platte 23 und 24 abgedeckt ist.In Fig. 2, a silator 20 is shown, which has an intermediate plate 21 with a circular cutout 22, this intermediate plate 21 on both sides by a thin plate 23 which is also arched in the shape of a spherical cap and 24 is covered.

Auch bei einem derartigen Aufbau eines Silators kann die Verbindung und die vakuumdichte Fügung der drei Platten in analoger Weise wie bei einem Silator ohne Zwischenplatte nach Fig. 1 mit einer den Kalottenhohlraum umschließenden Schweißnaht erfolgen. Es ist jedoch auch möglich - wie in Fig. 2 näher dargestellt - eine Schweißnaht 25 an den Stirnkanten der Platten 21, 23 und 24 verlaufen zu lassen, wodurch ebenfalls eine vakuumdichte Verbindung sichergestellt ist. Besonders vorteilhaft ist die Verschweißung der Stirnkanten bei einer rechteckigen Ausbildung des Silatorhohlraumes, da bei einer innenliegenden Verschweißung der angestrebte kontinuierliche Schweißvorgang an den Ecken unterbrochen werden muß.Even with such a structure of a silator, the connection and the vacuum-tight joining of the three plates in a manner analogous to that of a silator without an intermediate plate according to FIG. 1 with a dome cavity enclosing Weld. However, it is also possible - as shown in more detail in FIG - A weld 25 on the front edges of the plates 21, 23 and 24 run to leave, which also ensures a vacuum-tight connection. Particularly The welding of the front edges is advantageous in the case of a rectangular design of the silator cavity, since the desired one in the case of internal welding continuous welding process must be interrupted at the corners.

Statt eines Elektronenstrahl-Schweißverfahrens kann auch ein Laser-Schweißverfahren angewandt werden, wenn der Resonator aus einem anderen Metall als Aluminium besteht. Wird der Resonator aus Kunststoff hergestellt, so erfolgt die Verbindung zweckmäßigerweise über ein Ultraschall schweißverfahren.Instead of an electron beam welding process, a laser welding process can also be used can be used when the resonator is made of a metal other than aluminum. If the resonator is made of plastic, the connection is expedient using an ultrasonic welding process.

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Claims

Claims Q J Resonant, volume-changing resonator in Shape of a silator, consisting of two outwardly curved plates, their edge areas connected with each other, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t fd.a d.ie Connection of the two outwardly curved plates (11, 12; 23, 24) by electron beam welding, Laser welding or ultrasonic welding is done.

2. Resonator according to claim 1, characterized in that between the two outwardly curved plates (23, 24) an intermediate plate (21) with a central opening (22) is arranged, and that the edge regions of the two after outwardly curved plates (23, 24) are connected to the intermediate plate (21).

3. Resonator according to claim 1 or 2, characterized in that the weld seam (15) extends from the free surface of the one curved plate (11; 23), possibly

through the intermediate plate (21), to the free surface of the other domed plate (12; 24) extends.

d

4. Resonator according to claim 1 or 2, characterized in that the circumferential weld seam (25) on the end faces of the edge areas of the arched Plates (11, 12; 23, 24) and possibly. the intermediate plate (21) is located.