Schwingungsisolierung | Körperschallentkopplung

Der Werkstoff

DIPOELAST ist ein zelliges Elastomer und besteht aus einem speziellen Polyetherurethan. Elastomerfedern werden im Ma-schinenbau sowie im Baubereich zur Schwingungsentkopplung eingesetzt. Sowohl als druck- als auch als schubbelastete Federn weisen DIPOELAST-Elastomere hervorragende Eigenschaften auf. Für annähernd jeden Anwendungsfall stehen Basistypen mit ver-schiedenen Eigenschaften zur Verfügung. Eine Anpassung an indi-viduelle Anwendungsfälle ist einfach und erfolgt über die Auswahl der DIPOELAST-Type, die Formgebung und die Aulageläche.

Neben der lächigen Bahnenware können auch technische Form-teile aus DIPOELAST hergestellt werden. Für die üblichen Anwen-dungen stehen die DIPOELAST-Typen 1.5 – 6.8 zur Verfügung (siehe Abb. 1). Es können auch Sondertypen mit abgestimmter Festigkeit und Vernetzung angefertigt werden.

Hierdurch werden die besonderen Eigenschaften des Werkstof-fes eingestellt. Im Gegensatz zu nicht zelligen Elastomeren weist DIPOELAST in der feinzelligen Struktur eingeschlossene Gasvolu-mina auf. Das Material ist demnach sowohl bei statischer als auch dynamischer Beanspruchung volumenkompressibel. Das bedeu-tet, dass die Federsteiigkeit von DIPOELAST nicht wie bei Gummi ausschließlich eine Abhängigkeit der Shorehärte und der Form ist.

Es ist deshalb auch für lächige Baulager in Ortbetonbauweise ge-eignet.

Die statische Federkennlinie von DIPOELAST

Die Abbildung 2 zeigt für einen Druckversuch den Verlauf der sta-tischen Federkennlinie des DIPOELAST-Werkstoffes. DIPOELAST ist ein Polyetherurethan, das aufgrund der Vernetzung und Struk-tur der langkettigen Moleküle die Dämpfung eingebaut hat. Die in der Abb. 2 dargestellte Fläche zwischen Druckbe- und entlastung (Hysterese) entspricht hierbei der bei der Verformung geleisteten Arbeit. Bei geringer Pressung weist der Werkstoff eine annähernd lineare Kennlinie auf. Bei höheren Belastungen bzw. Pressungen der Lager schließt sich ein degressiver Verlauf der Federkennli-nie an. DIPOELAST reagiert auf zusätzliche statische und dyna-mische Kräfte sehr weich. So wird über weite Lastbereiche eine optimal wirksame Schwingungsisolierung ermöglicht. Bei höheren Pressungen verläuft die Kennlinie progressiv. Aufgrund der spe-ziischen Eigenschaften von DIPOELAST ist das Material unemp-indlich gegen kurzzeitige Lastspitzen. Die Polymerstruktur, in die zellige Gasfedern eingebaut sind, kann nach kurzzeitigen hohen Lastspitzen nahezu vollständig in seine Ausgangslage zurückkeh-ren.

Pre

ssu

ng

[N

/mm

2 ]

10

1

0,1

0,01

0,001

1.5 2.2 3.0 4.0 5.1 6.8

DIPOELAST-Type

Abb. 1: DIPOELAST-Werkstoffe

DIPOELAST ist aufgrund seiner günstigen Eigenschaften für annähernd jeden

Anwendungsfall zur Schwingungsisolierung geeignet

DIPOELAST ®

d.1

Statische und dynamische Eigenschaften bei

Dauerbelastung

Elastische Schwingungslager weisen ein von der Belastung ab-hängiges Kriechverhalten auf. Eine dauerhafte, hohe Belastung kann zu einer Veränderung der statischen (Abb. 3) und dynami-schen Eigenschaften (siehe Abb. 4) eines Elastomers führen. Die für DIPOELAST angegebenen Grenzwerte für die zulässigen Be-lastungen sind jedoch so gewählt, daß eine nennenswerte Verän-derung des dynamischen Elastizitätsmoduls auch über sehr lange Zeiträume nicht stattindet.

Der Formfaktor

Die Steiigkeit bzw. die Federkennlinie des zelligen Elastomeres ist nicht ausschließlich abhängig von der Härte und dem Formfaktor, sondern auch von der Volumenkompressibilität. Dies spielt insbe-sondere bei großlächigen Baulagern eine entscheidende, vorteil-hafte Rolle.

Das Dämpfungsverhalten

DIPOELAST-Werkstoffe besitzen eine bereits eingebaute, deinierte Dämpfung. Das Dämpfungsverhalten von DIPOELAST-Werkstof-fen wird durch den mechanischen Verlustfaktor ŋ beschrieben. Für DIPOELAST-Werkstoffe liegen diese Werte zwischen 0,1 und 0,3. Das bedeutet, dass unter dynamischer Wechselbelastung in DIPOELAST-Werkstoffen ein Teil der mechanischen zugeführ-ten Energie in Wärme umgewandelt wird. Der Vorteil ist, dass bei geeigneter Auslegung und Gestaltung der Elastomerfedern auf zusätzliche, aufwendige Dämpfungselemente verzichtet werden kann. Die Gefahr der berüchtigten „Resonanzkatastrophe“ eines Feder-Masse-Schwingers wird reduziert.

Temperatureinluss

Die Gebrauchstemperatur von DIPOELAST-Werkstoffen sollte zwi-schen -30 °C und +70 °C liegen. Temperaturbedingte Änderungen des statischen und dynamischen E-Moduls bei abweichender Tempera-tur gegenüber +20 °C sind bei der Auslegung zu berücksichtigen.

0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

Dyn

am

isc

he

r E

-Mo

du

l [N

/m

m 2

]

0 0,05

Ständige Pressung [N/mm 2 ]

0,10 0,15 0,20

0,1

h

10

h

103

h

105

h

Abb. 4: Abhängigkeit des dynamischen Elastizitätsmoduls bei Langzeitbelastung

10 Hz

Dyn

am

isc

he

r E

-Mo

du

l [N

/mm

2 ]

Temperatur [°C]

5

4

3

2

1

0 -10 0 10 20 30 40 50 60 70

Änd

erun

g [%

]

Formfaktor

30

10

0

-10

20

0 1 2 3 4 5 6

Abb. 6: Einluss der Temperatur auf die Eigenschaften von DIPOELAST.

50

40

30

20

10

0

0

Re

lati

ve E

infe

de

run

g [

% d

er

Dic

ke]

0,1 1 10 102

103

104

105

106

0,05 N/mm2

0,10 N/mm2

0,15 N/mm2

0,20 N/mm 2

Dauer der Belastung [h]

Abb. 3: Langzeitverhalten bei statischer Belastung

Pre

ssu

ng

[N

/mm

2]

0 2 4 6 8 10

0

Einfederung [mm]

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

Abb. 2: Statische Federkennlinie bzw. Hysterese eines DIPOELAST-Werkstoffes

Abb. 5: Abhängigkeit der Einfederung vom Formfaktor q eines DIPOELAST-Werkstoffes (Verhältnis von belasteter Fläche zu Mantelläche des Lagers)

Die dynamischen Eigenschaften

Die in DIPOELAST eingebaute, deinierte Dämpfung hat aufgrund der Polymerstruktur zur Folge, dass der dynamische Elastizitäts-modul höhere Werte aufweist als der statische Elastizitätsmodul. Bei dynamischer Beanspruchung mit höheren Frequenzen versteift das Lager. Der Versteifungsfaktor von DIPOELAST-Werkstoffen be-trägt je nach Frequenz und Pressung 1,5 - 4. Der in der folgenden Abb. 7 dargestellte Verlauf der statischen und dynamischen Elas-tizitätsmoduln für 5 Hz, 10 Hz, 40 Hz und 100 Hz zeigt im mittleren Lastbereich ein Minimum. Trotz geringer Einfederungen weist das Material an diesem Minimum optimale, schwingungsisolierende Eigenschaften auf. Der Lastbereich, in dem DIPOELAST-Werkstof-fe besonders weich sind und eine entsprechend optimale Körper-schallisolierung ermöglichen, sollte bei der Wahl des Dipoelast-Types und der Pressung berücksichtigt werden. In den meisten Fällen genügt es, den dynamischen Elastizitätsmodul für den in der Abb. 7 dargestellten Frequenzbereich abzuschätzen. Das dy-namische Verhalten des Elastizitäsmodules ist frequenzabhängig. Bei hohen Frequenzen oberhalb von 40 Hz bis z.B. 100 Hz spielt die Frequenzabhängigkeit des dynamischen Elastizitätsmoduls kaum eine Rolle. In der Praxis genügt als gute Näherung für die meisten Anwendungsfälle die Wahl des dyn. Elastizitätsmoduls für 10 Hz.

Der Schubmodul

Werden Baulager aus DIPOELAST-Werkstoffen auf Schub be-ansprucht, zeigt das Materialverhalten ähnliche Werte wie bei Druckbelastung, jedoch mit dem Unterschied, dass der Schubmo-dul um den Faktor 3 - 4 kleiner als der entsprechende Elastizitäts-modul ist. Dies gilt für die dynamische als auch für die statische Beanspruchung.

Brandverhalten

DIPOELAST-Werkstoffe werden nach DIN 4102 der Brandklasse B2 (normal entlammbar) zugeordnet. Im Brandfall entstehen keine korrosiv wirkenden Rauchgase. Sie sind in ihrer Zusammenset-zung denen von Holz oder Wolle ähnlich.

Beständigkeit gegen

Umweltbedingungen und Chemikalien

DIPOELAST-Werkstoffe sind gegen Substanzen wie Wasser, Be-ton, Öle und Fette, verdünnte Säuren und Laugen beständig. Eine detaillierte Zusammenstellung der Beständigkeit gegen verschie-dene Medien erhalten Sie auf Anfrage.

0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

E-M

od

ul [

N/m

m2]

0 0,05

Pressung [N/mm2]

0,10 0,15 0,20

100 Hz

40 Hz

10 Hz

5 Hz

stat.

Abb. 7: Frequenzabhängigkeit des statischen und dynamischen Elastizitätsmoduls von DIPOELAST

Schaffer PurFormTechnik GmbH

Porschestraße 1 · D-49356 Diepholz Telefon 05441.59 54-0

Telefax 05441.59 54-24 E-Mail [email protected]

DIPOELAST ®

d.2

Anforderungen an eine Schwingungsisolierung

Eine einfache Schwingungsisolierung läßt sich folgendermaßen beschreiben: Eine Masse – das kann ein Schwingerreger oder das zu schützende Objekt sein – wird über eine gedämpfte Feder von einem Fundament entkoppelt. Es handelt sich um den eindimen-sionalen Feder–Masse–Schwinger. Die Wirksamkeit der Schwin-gungsisolierung hängt neben dem Frequenzverhältnis von Anre-gung zu Eigenfrequenz, der Dämpfung im Schwingungssystem, den angekoppelten Massen und der Nachgiebigkeit der verwen-deten Feder ab. Physikalisch bedingt ist daher nur eine endliche Isolierwirkung zu erzielen. Grundsätzlich gilt: Je weicher die Feder ist, desto besser ist auch die Schwingungsisolierung bei Frequen-zen oberhalb (dem √2–fachen) der Resonanzfrequenz. Eine tief abgestimmte Lagerung mit „weichen“ Federn bewirkt eine große Einsenkung unter einer statischen Last.

Schon bei kleinen Wechselbelastungen können große Relativ-bewegungen zwischen dem Fundament und dem zu lagernden Objekt entstehen. Die Stand- oder Betriebssicherheit einer Ma-schine kann hierdurch gefährdet sein. Da der Anforderung einer größtmöglichen Schwingungsisolierung mit einer weichen Feder die Standsicherheit gegenüber steht, besteht die Auslegung einer Schwingungsisolierung also in der Regel aus einem Kompromiß. Beindet sich der Isolator unmittelbar an dem Schwingerreger, spricht man von der Aktivisolierung. Meistens ist es am elegantes-ten, schwingungsentkoppelnde Maßnahmen zum Schutz größerer Einwirkbereiche direkt an einer Quelle durchzuführen. Sind Maß-nahmen an der Erregerquelle nicht durchführbar oder/und sinnvoll, dann kann das zu schützende Objekt schwingungsisoliert werden. Es handelt sich dann um eine Passivisolierung.

Das einfachste Rechenmodell

Das einfachste Rechenmodell ist der eindimensionale Feder-Masse-Schwinger (siehe Abbildung 1).

Wird die Masse „m“ z.B. durch eine kurzzeitige, impulsförmi-ge Kraft von außen angeregt, so führt das Feder-Masse-System Schwingungen mit der Eigenfrequenz fo aus. Die Eigenfrequenz kann nach folgender Formel berechnet werden:

Formel 1:

Die Federkonstante c’ hängt vom dynamischen Elastizitätsmodul E’ ab. Er weicht bei Elastomeren materialbedingt von dem statischen Elastizitätsmodul ab. Das dynamische Verhalten ist frequenz-abhängig. Der Grund ist die im DIPOELAST durch die langkettig vernetzte, spezielle Molekülstruktur eingebaute Dämpfung. Die Berechnungen unter Zuhilfenahme der statischen Einfederung, wie sie für die Auslegung unbedämpfter Schwingungsisolierun-gen (z.B. Stahlfedern) angewendet wird, ist nicht zur Berechnung der Eigenfrequenz einer Lagerung mit DIPOELAST geeignet. Nach einer impulsförmigen Anregung würde die Masse eines Systems ohne Dämpfung theoretisch unendlich lange weiterschwingen. Bei realen Schwingungssystemen klingt die Amplitude dieser Schwingung jedoch mit der Zeit ab. Die Ursache dieser Schwin-gungsabnahme ist die mechanische Dämpfung. Die „Stärke“ der Schwingungsabnahme aufeinanderfolgender Amplituden hängt von der Dämpfung ab. Die Dämpfung wird durch den mechani-schen Verlustfaktor beschrieben. Die Dämpfung kann durch das Ausschwingen des Feder-Masse-Systems über die Lehr´sche Dämpfung ermittelt werden.

Es besteht folgender Zusammenhang zwischen der Lehr´schen Dämpfung D und dem mechanischen Verlustfaktor ŋ:

Formel 2:

Schwingungsisolatoren aus DIPOELAST sind das Bindeglied zwischen einem dynamisch anregenden

und einem zu schützenden System.

m

F’

c, c’

Fe’

x, x’

x e’

F’: einwirkende dynamische

Wechselkraft [N]

m: schwingende Masse [kg]

x, x’: statische, bzw. dynamische

Auslenkung [m]

c, c’: statische, bzw. dynamische

Federkonstante [N/m]

Fe’: dynamische Auflagerkraft [N]

xe’: dynamische Auslenkung des

Widerlagers [m]

ŋ: Verlustfaktor (mechanische Dämpfung)

mit

0f =1

2

c

m =

1

T π ′

′ ′ ⋅

c = E A

d

T: Periodendauer [s]

fO: Eigenfrequenz [Hz]

c’: dynamische Federkonstante [N/m]

E’: dynamischer E-Modul [N/m2]

A: Auflagerfläche [m2]

d: Materialdicke [m]

m: Masse [m]

⋅ D η 2 =

Abb. 1: Feder-Masse-Schwinger

Das Verhältnis zwischen der Dämpfung und zweier aufeinander folgender Amplitudenmaxima folgt, wie in Abb. 2 dargestellt, einer Exponentialfunktion:

Formel 3:

Schwingungsisolierung

Eine durch eine periodische Kraft F’ zu Schwingungen angeregte, elastisch gelagerte Masse führt Schwingungen mit der Amplitude x̂’ aus.

Formel 4:

Im eingeschwungenen Zustand sind die Systemantwort und die Frequenz der periodischen Wechselkrafterregung gleich. Die Amplitudenüberhöhung bei der Resonanzfrequenz des Systems hängt hierbei jedoch von der mechanischen Dämpfung ab. Durch die im DIPOELAST „eingebaute“, deinierte Dämpfung bleibt die Amplitudenüberhöhung gegenüber einem sehr schwach bedämpf-ten System (z.B. Stahlfeder ohne Dämpfer) klein. Die gefürchtete „Resonanzkatastrophe“ kann somit bei geeigneter Auslegung der Schwingungsisolierung mit DIPOELAST ohne Zusatzmaßnahmen in der Regel verhindert werden.

Das Verhältnis der Amplituden zwischen dem schwingenden Feder-Massesystem und der anregenden Wechselkraft wird als Schwingungsisolierung bezeichnet. Das Übertragungsmaß ist für das Frequenzverhältnis f/fo in Abb. 3 dargestellt.

Bei der Aktivisolierung wird im Allgemeinen das Verhältnis der dy-namischen Lagerkraft F

e’ und der Wechselkrafterregung F’ angege-

ben, während bei der Passivisolierung das Amplitudenverhältnis x’ der Masse m und dem Untergrund x

e’ betrachtet wird. Die Isolier-

wirkung I hängt von dem Frequenzverhältnis f/fo und der Dämpfung ab. Neben der Angabe der Isolierwirkung wird für die Wirksamkeit einer elastischen Lagerung der Dämmwert K [dB] angegeben.

Formal 5 und 6:

Unterhalb dem √2-fachen der Resonanzfrequenz nimmt die Iso-lierwirkung der Lagerung durch die physikalisch bedingte Ampli-tudenüberhöhung ab.

e =

A n : Amplitudenmaximum einer

Schwingung n

D: Lehr ́ sche Dämpfung

η : mech. Verlustfaktor

n + 1A

A = -2D π -ηπ e

n

x =F

c

1

1 -f

f

2

^

^

22

0

′ ′ ′

+ η

A n

A n + 1

T=1/fo

Au

sle

nku

ng

x’

Zeit t

-1

0

1

0,5

-0,5

Übe

rtra

gung

smaß

Fe’

/F’ b

zw. x

’/xe’

(dB

)

0 1 2 3 4 5-30

Frequenzverhältnis f/f o

-20

ŋ=0,1

-10

0

10

20

ŋ=0,2

ŋ=0,3

Abb. 3: Übertragungsmaß in Abhängigkeit des mechanischen Verlustfaktors ŋ

I= 1 +

1 - f

f +

2

2 2

2

2

2 2

2

0

100 η

η

1 -

K= 1 +

1 - f

f +

0

20 logη

η

Formel 5 und 6:

Abb. 2: Schwingungsabnahme durch Dämpfung

DIPOELAST ®

d.2

Eigenfrequenz und Dämmwirkung bei

Schwingungssystemen mit Elastomeren

Die Berechnung der Eigenfrequenz eines Schwingungssystems erfolgt nach Formel 1. Alternativ zu Formel 1 kann auch vereinfa-chend nachfolgende Formel 7 in Verbindung mit den Produktdaten-blättern für die DIPOELAST - Werkstoffe verwendet werden:

Formel 7:

Der zu verwendende dynamische Elastizitätsmodul E’ wird aus den Abbildungen für die entsprechende (berechnete) Flächenpressung entnommen. Bei der Berechnung der dynamischen Federkonstan-te c’ nach Formel 1 und Formel 7 ist zu beachten, dass die Elas-tomerstärke für DIPOELAST im unbelasteten Zustand verwendet wird. Bei der Reihenschaltung bzw. Kombination von Elastomer-

federn muss die Resonanzfrequenz aus der Gesamtsteiigkeit be-rechnet werden.

Bei Schubbelastung ist das Berechnungsmodell ebenso gültig. Hierbei ist jedoch der dynamische Schubmodul zu verwenden, der in den Produktdatenblättern angegeben ist. Der dynamische Schubmodul weist Werte von 1/3 bis 1/4 des dynamischen Elasti-zitätsmoduls auf.

Für den einfachsten Fall der Auslegung einer Schwingungslage-rung mit einem Elastomertyp gemäß der statischen Auslegung für die Pressung kann die berechnete Eigenfrequenz aus den Pro-duktdatenblättern abgelesen werden.

Je nach Auslegung kann von einem erforderlichen Isoliergrad bzw. Dämmwert der elastischen Lagerung das erforderliche Frequenz-verhältnis f/fo abgelesen und hieraus die erforderliche Elastomer-dicke und die Pressung ermittelt werden.

Modellbildung

Bei der Modellbildung eines Schwingungssystems mit einem Frei-heitsgrad genügt in der Regel das mechanische eindimensionale Ersatzmodell des Feder-Masse-Schwingers. Das setzt theoretisch dynamisch unendlich steife und kompakte Massen sowie ein dyna-misch steifes Fundament voraus. Dieser Fall trifft im Allgemeinen bei Erregermassen, die sehr klein gegenüber der Masse des Fun-daments sind, in erster Näherung zu. Hier genügt es meistens, die tiefste Resonanzfrequenz des Systems zu kennen.

Bei angekoppelten Strukturen mit vielen weiteren diskreten Einzel-massen und Federn können zusätzliche Eigenfrequenzen beobach-tet werden. Hierbei kann es sinnvoll sein, das Modell für diesen Fall geeignet zu erweitern. Besonders hohe Isolierwirkungsgrade können bei der Verwendung des Zweimassenschwingers erzielt werden.

Fundament Z1 = F 1/v 1 Fundament Z2 = F 2/V 3

FederZF = s/j ω

MaschineZm = jωm

FederZF1 = s1/j ω

MaschineZm= jωm

V1

Vo

Zwischen-fundamentZ1=F1/v 1= jωmz

Fo

Vo

einfach elastisch

F1

c, c’

doppelt elastisch

F2

Fo

F1

V1

V2

FederZF2 = s2/j ω

Abb. 4: Modell

E’: dynamischer E-Modul [N/mm

schwingenden Masse m [N/mm

f =

Formel 7:

aus dem

Produktdatenblatt

d: Materialdicke [mm]

im unbelasteten Zustand

des DIPOELAST - Lagers

σ Flächenpressung durch

das Eigengewicht der 2 ]

2 ]

0

E

d

′ 15,76

⋅ σ

m 1

m 2 >>m 1(m 2 °°)

m 1

m 2

m 1 >>m 2

Abb. 5: Massen- und Impedanzverhalten

Mit den Kraft- Schwingschnelle- und Impedanzverhältnissen lässt sich der Zweimassenschwinger präzise beschreiben. Man erhält sie durch Lösen eines Differentialgleichungssystems.

Die Kraftübertragungsmaße und Isolierwirkungen sehen folgen-dermaßen aus: Steigt die Isolierwirkung des Einmassenschwin-gers oberhalb dem √2-fachen mit 12 dB/Oktave an, so beträgt der Anstieg beim Zweimassenschwinger 24 dB/Oktave. Bei dynamisch weichen Massen (z.B. Stahlgerüst, Stahlträger...) ist gegebenen-falls die frequenzabhängige Impedanz Z der Struktur zu berück-sichtigen.

Man unterscheidet hierbei z.B. die

– Federimpedanz Z_ =c’/ jω (komplex)– Massenimpedanz Z_ = jωm (komplex)

sowie schwingende Kontinua (Feder- und Masse gehen kontinu-ierlich ineinander über mit unendlich viele Eigenfrequenzen) und alle Abstufungen zwischen Feder- und Masseimpedanz.

001010

-40

Frequenz [Hz] ∆Le(f) ∆Lk(f)

-20

0

20

40

60

80

100

12 dB/Oktave

001010

-40

Frequenz [Hz] ∆Le(f) ∆Lk(f)

-20

0

20

40

60

80

100

24 dB/Oktave


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Abb. 6: Beispiel einer berechneten Übertragsfunktion für den Ein- und Zweimassenschwinger

1.5

Belastung

DIPOEL AST-Type

Empfehlungen für die elastische Lagerung:

Statische Dauerlast: bis 0,01 N/mm²Dynamischer Lastbereich: bis 0,015 N/mm²Lastspitzen: bis 0,5 N/mm²

Werkstoff: gemischtzelliges Polyetherurethan

Lieferform: Dicke 12,5 und 25 mm Matten 0,5 m breit, 2,0 m lang Streifen max. 2,0 m lang Andere Abmessungen auf Anfrage (auch Stanzteile, Formteile)

DIPOELAST ®

1.5Schaffer PurFormTechnik GmbH

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Pre

ssu

ng

[N

/mm

2 ]

10

1

0,1

0,01

0,001

1.5 2.2 3.0 4.0 5.1 6.8

DIPOELAST-Type

Der Arbeitsbereich von DIPOELAST

Physikalische Eigenschaften

Größe Wert Prüfverfahren Anmerkung

Mechanischer Verlustfaktor 0,25 DIN 53513* Richtwert

Statischer Schubmodul 0,03 N/mm² DIN 53513* Mittelwert für geringe Veformung

Dynamischer Schubmodul 0,08 N/mm² DIN 53513* Mittelwert für geringe Veformung

Reißfestigkeit 0,35 N/mm² DIN 53455-6-4 Mindestwert

Reißdehnung 300 % DIN 53455-6-4 Mindestwert

Weiterreißfestigkeit 0,6 N/mm DIN ISO 34-1/A Mindestwert

Rückprallelastizität 50 % DIN EN ISO 8307 ± 10%

Druckverformungsrest < 5 % DIN EN ISO 1856 50%, 23 °C, 70 h

30 min nach Entlastung

Brandverhalten B2 DIN 4102 normal entflammbar

Wärmeleitfähigkeit 0,05 W/[m·K] DIN 52612-1

Spezifischer Durchgangswiderstand >1012 Ω·cm DIN IEC 93 trocken

* Prüfverfahren in Anlehnung an DIN 53513

Alle Angaben beruhen auf unserem derzeitigen Wissenstand (03/2010). Sie unterliegen üblichen Fertigungstoleranzen und stellen keine zugesicherten Eigenschaften dar. Änderungen vorbehalten.

Statische Dauerlast: Bis zu einer Pressung von 0,01 N/mm2 kann DIPOELAST 1.5 dauerhaft bei besonders geringem Kriechverhalten eingesetzt werden.

Dynamischer Lastbereich: Bei einer Pressung bis zu 0,015 N/mm2 weist DIPOELAST 1.5 optimale dynamische Eigenschaften auf

Lastspitzen: Einzelne, kurze Spitzenbelastung bis 0,5 N/mm2

Statische Federkennlinie

Statischer und dynamischer Elastizitätsmodul

Pre

ssu

ng

[N

/mm

2 ]

Einfederung [mm]

0,02

0,015

0,005

0

0,01

0 2 4 6 8 10 12

12,5 mm25 mm

37,5 mm

50 mm

E-M

od

ul

[N/m

m2 ]

0,4

0,3

0,35

0,25

0,2

0,15

0,05

0,1

0

40 Hz

10 Hz

5 Hz

statisch

Pressung [N/mm2]

0 0,005 0,01 0,015 0,02

Aufgezeichnet wurde jeweils die 3. Belastung, Prüfung bei Raumtemperatur zwischen ebenen Stahlplatten, Prüfgeschwindigkeit v= 1% der Dicke pro Sekunde, Formfaktor q=3

Dynamische Prüfung: harmonische Anregung mit einer Amplitude von ±0,25 mm

Statischer E-Modul: Tangentenmodul aus der Federkennlinie

Messung in Anlehnung an DIN 53513, Formfaktor q=3

1.5 DIPOELAST ®



Lastspitzen: Einzelne, kurze Spitzenbelastung bis 0,5 N/mm2

Eigenfrequenz


0,02

0,015

0,01

0,005

05 10 15 20 25 30

Pre

ssu

ng

[N

/mm

²]

Eigenfrequenz des Systems [Hz]

50 mm

25 mm

12,5 mm

37,5 mm

Stö

rfre

qu

en

z [H

z]


120

100

80

60

40

20

0

5 10 15 20 25 30

99%/-40 dB

98%/-35 dB97%/-30 dB

94%/-25 dB

82%/-15 dB

69%/-10 dB

0%/0 dB

90%/-20 dB

Eigenfrequenz eines Systems, bestehend aus einer kompakten Masse und einer elatischen Lagerung aus DIPOELAST 1.5 auf starrem Untergrund, Formfaktor q=3

Isolierwirkungsgrad und Übertragungsmaß einer elastischen Lagerung aus DIPOELAST 1.5 auf starrem Untergrund

Grenzwert der statischen Dauerlast

Dynamischer Elastizitätsmodul bei 10 Hz

Einfederung

Eigenfrequenz

Formfaktor

Pre

ssu

ng

[N

/mm

²]

0,011

0,0105

0,01

0,0095

0,009

0 1 2 3 4 5 6

Änd

erun

g [%

]

Formfaktor

-4

0

1

2

3

4

-2

-3

-1

0 1 2 3 4 5 6

Än

de

run

g [

%]

2

4

0

-2

-4

0 1 2 3 4 5 6

Formfaktor

Änd

erun

g [%

]

4

6

2

0

-2

-4

-6

-80 1 2 3 4 5 6

Formfaktor

Einluss des Formfaktors

Die Steifigkeit von Elastomeren ist von

der Geometrie der Lager abhängig.

Der Formfaktor q ist definiert als das Verhältnis

von belasteter Fläche zur Mantelfläche des Lagers.

Für einen Quader gilt:

Korrekturwerte bei unterschiedlichen Formfaktoren Referenzwert Formfaktor q=3, Pressung 0,01 N/mm2

l bq =

.

2 (l+b)d. .l

d

b

Einluss der Temperatur

Einluss der Belastungsdauer

Dynamischer E-Modul bei LangzeitbelastungDauerstandverhalten

DMA-Untersuchungen (Dynamic Mechanical Analysis) im linearen Bereich der Federkennlinie

Temperatur [°C]

Dyn

am

isc

he

r E

-Mo

du

l [N

/mm

2 ]

1

0,8

0,5

0,4

0,2

0 -10 0 10 20 30 40 50 60 70

10 Hz

Temperatur [°C]

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0-10 0 10 20 30 40 50 60 70

10 Hz

Me

ch

an

isc

he

r V

erl

us

tfa

kto

r

Re

lati

ve E

infe

de

run

g [

% d

er

Dic

ke

]

50

40

30

20

10

0


0 0,1 1 10 102 103 104 105 106

0,015 N/mm 2

0,010 N/mm 2

0,005 N/mm 2

0,020 N/mm 2

0,35

0,25

0,15

0,05

0

0,3

0,2

0,1

Dyn

am

isc

he

r E

-Mo

du

l [N

/mm

2 ]

0 0,005 0,01 0,015 0,02

Ständige Pressung [N/mm 2]

105 h103 h

10 h

0,1 h

Änderung des dynamischen Elastizitätsmoduls (10 Hz) unter gleichbleibender Druckbelastung, Formfaktor q=3

Verformungsverhalten bei gleichbleibender Druckbelastung Formfaktor q=3

2.2

DIPOEL AST-Type

Belastung


Statische Dauerlast: bis 0,025 N/mm²Dynamischer Lastbereich: bis 0,035 N/mm²Lastspitzen: bis 1 N/mm²



DIPOELAST ®



2.2


















Pre

ssu

ng

[N

/mm

2 ]

10

1

0,1

0,01

0,001

1.5 2.2 3.0 4.0 5.1 6.8

DIPOELAST-Type



Lastspitzen: Einzelne, kurze Spitzenbelastung bis 1 N/mm2



Pre

ssu

ng

[N

/mm

2 ]

0,05

0,04

0,02

0,01

0

0,03

Einfederung [mm]

0 2 4 6 8 10 12

12,5 mm

37,5 mm

25 mm

50 mm

E-M

od

ul

[N/m

m2 ]

Pressung [N/mm2]

0,8

0,6

0,5

0,1

0,7

0,4

0,3

0,2

0

0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05

10 Hz

40 Hz

5 Hz

statisch





2.2 DIPOELAST ®




Eigenfrequenz


Pre

ssu

ng

[N

/mm

²]

0,05

0,04

0,03

0,02

0,01

0

5 10 15 20 25 30


12,5 mm

25 mm

37,5 mm

50 mm



Stö

rfre

qu

en

z [H

z]

120

100

80

60

40

20

0

5 10 15 20 25 30

99%/-40 dB 98%/-35 dB97%/-30 dB

94%/-25 dB

90%/-20 dB

82%/-15 dB

69%/-10 dB

0%/0 dB



Formfaktor

Pre

ssu

ng

[N

/mm

²]

0,035

0,03

0,025

0,02

0,015

0 1 2 3 4 5 6

Änd

erun

g [%

]

5

10

15

20

-5

0

Formfaktor

0 1 2 3 4 5 6

Änd

erun

g [%

]

0

5

-5

-100 1 2 3 4 5 6

Formfaktor

10

5

0

-5

-10

-150 1 2 3 4 5 6

Änd

erun

g [%

]

Formfaktor








l bq =

.

2 (l+b)d. .l

d

b



Einfederung

Eigenfrequenz





Dyn

am

isc

he

r E

-Mo

du

l [N

/mm

2 ]

2

1,5

1

0,5

0

Temperatur [°C]

-10 0 10 20 30 40 50 60 70

10 Hz

0,5

10 Hz

0,4

0,3

Me

ch

an

isc

he

r V

erl

ust

fak

tor

0,2

0

0,1

Temperatur [°C]

-10 0 10 20 30 40 50 60 70

Re

lati

ve E

infe

de

run

g [

% d

er

Dic

ke

]

50

40

30

20

10

0


0 0,1 1 10 102 103 104 105 106

0,03 N/mm 2

0,02 N/mm 2

0,01 N/mm 2

0,04 N/mm 2

Ständige Pressung [N/mm²]

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05

Dyn

am

isc

he

r E

-Mo

du

l [N

/mm

²]

0,08

0,7

0,6

0,5

0,4

0,2

0,1

0

0,3

10 5 h

10 h

10 3 h

0,1 h



3.0

DIPOEL AST-Type

Belastung





DIPOELAST ®




















Pre

ssu

ng

[N

/mm

2 ]

10

1

0,1

0,01

0,001

1.5 2.2 3.0 4.0 5.1 6.8

DIPOELAST-Type






Pre

ssu

ng

[N

/mm

2 ]

0,1

0,08

0,04

0,02

0

0,06

Einfederung [mm]

0 2 4 6 8 10 12

12,5 mm

37,5 mm

25 mm

50 mm

E-M

od

ul

[N/m

m2 ]

1,5

1

0,75

1,25

0,5

0,25

0

Pressung [N/mm2]

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1

10 Hz

40 Hz

5 Hz

statisch

z

c





3.0 DIPOELAST ®




Eigenfrequenz


Pre

ssu

ng

[N

/mm

²]

0,08

0,1

0,06

0,04

0,02

0

5 10 15 20 25 30


12,5 mm25 mm

50 mm

5 m

37,5 mm

99%/-40 dB98%/-35 dB

97%/-30 dB

94%/-25 dB

90%/-20 dB

82%/-15 dB

69%/-10 dB

0%/0 dB


Stö

rfre

qu

en

z [H

z]

120

100

80

60

40

20

0

5 10 15 20 25 30



Formfaktor

Pre

ssun

g [N

/mm

²]

0,05

0,045

0,04

0,035

0,030 1 2 3 4 5 6

-5

Änd

erun

g [%

]

5

10

15

20

0

Formfaktor

0 1 2 3 4 5 6

Än

de

run

g [

%]

0

5

-5

-10

0 1 2 3 4 5 6

Formfaktor

Än

de

run

g [

%]

5

10

0

-5

-10

-15

-20

0 1 2 3 4 5 6

Formfaktor








l bq =

.

2 (l+b)d. .l

d

b



Einfederung

Eigenfrequenz





Dyn

am

isc

he

r E

-Mo

du

l [N

/mm

2 ]

3,5

3

2,5

2

1,5

1

0,5

10 Hz

0

Temperatur [°C]

-10 0 10 20 30 40 50 60 70

Me

ch

an

isc

he

r V

erl

ust

fak

tor

0,5

10 Hz

0,4

0,3

0,2

0

0,1

Temperatur [°C]

-10 0 10 20 30 40 50 60 70

Re

lati

ve E

infe

de

run

g [

% d

er

Dic

ke

]

50

40

30

20

10

0


0 0,1 1 10 102 103 104 105 106

0,08 N/mm 2

0,06 N/mm 2

0,04 N/mm 2

0,02 N/mm 2

0,10 N/mm 2

10 5 h

10 h

0,1 h

10 3 h


0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1

Dyn

am

isc

he

r E

-Mo

du

l [N

/mm

²]

1,5

1,25

1,0

0,75

0,5

0,25

0



4.0

DIPOEL AST-Type

Belastung





DIPOELAST ®




















Pre

ssu

ng

[N

/mm

2 ]

10

1

0,1

0,01

0,001

1.5 2.2 3.0 4.0 5.1 6.8

DIPOELAST-Type






Pre

ssu

ng

[N

/mm

2 ]

Einfederung [mm]

0,2

0,15

0,05

0

0,1

0 2 4 6 8 10 12

12,5 mm

37,5 mm

25 mm

50 mm

E-M

od

ul

[N/m

m2 ]

Pressung [N/mm2]

3

2

2,5

1,5

1

0,5

0 0 0,05 0,1 0,15 0,2

40 Hz

10 Hz

5 Hz

statisch





4.0 DIPOELAST ®




Eigenfrequenz


Pre

ssu

ng

[N

/mm

²]

0,20

0,15

0,10

0,05

0

5 10 15 20 25 30


12,5 mm25 mm

37,5 mm

50 mm

Stö

rfre

qu

en

z [H

z]


120

100

80

60

40

20

05 10 15 20 25 30

99%/-40 dB98%/-35 dB

97%/-30 dB94%/-25 dB

90%/-20 dB

82%/-15 dB

69%/-10 dB

0%/0 dB




Formfaktor

Pre

ssu

ng

[N

/mm

²]

0,085

0,08

0,075

0,07

0,065

0,06

0,055

0 1 2 3 4 5 6

Änd

erun

g [%

]

Formfaktor

30

10

0

-10

20

0 1 2 3 4 5 6

Änd

erun

g [%

]

5

0

-5

-10

0 1 2 3 4 5 6

Formfaktor

Änd

erun

g [%

]

10

5

0

-5

-10

-15

-20

0 1 2 3 4 5 6

Formfaktor








l bq =

.

2 (l+b)d. .l

d

b



Einfederung

Eigenfrequenz





10 Hz

Dyn

am

isc

he

r E

-Mo

du

l [N

/mm

2 ]

Temperatur [°C]

5

4

3

2

1

0 -10 0 10 20 30 40 50 60 70

Me

ch

an

isc

he

r V

erl

ust

fak

tor

Temperatur

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

10 Hz

-10 0 10 20 30 40 50 60 70

0,15 N/mm 2

0,10 N/mm 2

0,05 N/mm 2

0,20 N/mm 2

Re

lati

ve E

infe

de

run

g [

% d

er

Dic

ke

]


50

40

30

20

10

00 0,1 1 10 102 103 104 105 106


0 0,05 0,1 0,15 0,2

Dyn

am

isc

he

r E

-Mo

du

l [N

/mm

²]

10 5 h

10 h

0,1 h

3

2,5

2

1,5

1

0,5

0

10 3 h



5.1

DIPOEL AST-Type

Belastung





DIPOELAST ®




















Pre

ssu

ng

[N

/mm

2 ]

10

1

0,1

0,01

0,001

1.5 2.2 3.0 4.0 5.1 6.8

DIPOELAST-Type






Pre

ssu

ng

[N

/mm

2 ]

0,5

0,4

0,2

0,1

0

0,3

Einfederung [mm]

0 2 4 6 8 10 12

12,5 mm

37,5 mm

25 mm

50 mm

E-M

od

ul

[N/m

m2 ]

6

4

3

5

2

1

0

Pressung [N/mm2]

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

10 Hz

40 Hz

5 Hz

statisch





5.1 DIPOELAST ®




Eigenfrequenz


Pre

ssu

ng

[N

/mm

²]

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

5 10 15 20 25 30


12,5 mm

25 mm

50 mm

37,5 mm


Stö

rfre

qu

en

z [H

z]

120

100

80

60

40

20

0

5 10 15 20 25 30

99%/-40 dB98%/-35 dB

97%/-30 dB94%/-25 dB

90%/-20 dB

82%/-15 dB

69%/-10 dB

0%/0 dB



0,15

0,2

0,1

0,05

0 1 2 3 4 5 6

Formfaktor

Pre

ssu

ng

[N

/mm

²]

Änd

erun

g [%

]

10

20

30

40

-10

0

Formfaktor

0 1 2 3 4 5 6

Änd

erun

g [%

] 0

5

-5

-100 1 2 3 4 5 6

Formfaktor

Änd

erun

g [%

]

5

10

0

-5

-10

-15

-20

0 1 2 3 4 5 6

Formfaktor








l bq =

.

2 (l+b)d. .l

d

b



Einfederung

Eigenfrequenz





Dyn

am

isc

he

r E

-Mo

du

l [N

/mm

2 ]

8

6

4

2

0

Temperatur [°C]

-10 0 10 20 30 40 50 60 70

10 Hz

0,4

0,3

0,2

0,1

0

Temperatur [°C]

-10 0 10 20 30 40 50 60 70

Me

ch

an

isc

he

r V

erl

ust

fak

tor

10 Hz

Re

lati

ve E

infe

de

run

g [

% d

er

Dic

ke

]

50

40

30

20

10

0


0 0,1 1 10 102 103 104 105 106

0,4 N/mm 2

0,3 N/mm 2

0,2 N/mm 2

0,1 N/mm 2

0,5 N/mm 2


0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Dyn

am

isc

he

r E

-Mo

du

l [N

/mm

²]

6

5

4

3

2

1

0

10 5 h

10 h 0,1 h

10 3 h



6.8

DIPOEL AST-Type

Belastung





DIPOELAST ®




















Pre

ssu

ng

[N

/mm

2 ]

10

1

0,1

0,01

0,001

1.5 2.2 3.0 4.0 5.1 6.8

DIPOELAST-Type






Pre

ssu

ng

[N

/mm

2 ]

0,8

0,6

0,2

0,0

0,4

Einfederung [mm]

0 2 4 6 8 10 12

12,5 mm37,5 mm

25 mm

50 mm

E-M

od

ul

[N/m

m2 ]

12

8

6

10

4

2

0

Pressung [N/mm2]

0 0,2 0,4 0,6 0,8

10 Hz

40 Hz

5 Hz

statisch





DIPOELAST ®




Eigenfrequenz


Eigenfrequenz

Pre

ssu

ng

[N

/mm

²]

0,8

0,6

0,4

0,2

0,05 10 15 20 25 30


12,5 mm

25 mm

50 mm

37,5 mm

Stö

rfre

qu

en

z [H

z]

120

100

110

80

70

90

60

50

40

30

20

10

0


5 10 15 20 25 30

99%/-40 dB 98%/-35 dB 97%/-30 dB 94%/-25 dB

90%/-20 dB

82%/-15 dB

69%/-10 dB

0%/0 dB



6.8

Pre

ssu

ng

[N

/mm

²]

0,4

0,35

0,45

0,3

0,25

0,5

0 1 2 3 4 5 6

Formfaktor

Änd

erun

g [%

]

20

40

30

10

0

-10

0 1 2 3 4 5 6

Formfaktor

5

0

10

-5

-10

-15

Änd

erun

g [%

]

0 1 2 3 4 5 6

Formfaktor

Änd

erun

g [%

]

0

5

10

-5

-10

-15

-20

-25

0 1 2 3 4 5 6

Formfaktor








l bq =

.

2 (l+b)d. .l

d

b



Einfederung

Eigenfrequenz





Dyn

am

isc

he

r E

-Mo

du

l [N

/mm

2 ]

14

10

12

10 Hz

8

6

4

2

0

Temperatur [°C]

-10 0 10 20 30 40 50 60 70

Me

ch

an

isc

he

r V

erl

ust

fak

tor

0,4

10 Hz

0,3

0,2

0,1

0

Temperatur [°C]

-10 0 10 20 30 40 50 60 70

Re

lati

ve E

infe

de

run

g [

% d

er

Dic

ke

]

50

40

30

20

10

0


0 0,1 1 10 102 103 104 105 106

0,6 N/mm 2

0,4 N/mm 2

0,2 N/mm 2

0,8 N/mm 2


0 0,2 0,4 0,6 0,8

Dyn

am

isc

he

r E

-Mo

du

l [N

/mm

²]

12

10

8

6

4

0

2

10 5 h

10 h

10 3 h

0,1 h



Industrie

Dipoelast® wird zur elastischen Lagerung von Maschinen,

Anlagen oder auch Bodenkonstruktionen eingesetzt.

Je nach Bedarf und Bauweise werden volllächige,

streifenförmige oder punktuelle Lagerungen ausgeführt

und ein Schwingungseintrag in Gebäude, oder das Erdreich

minimiert. Dämpfungselemente in den verschiedensten

Formen werden durch die Geometrievielfalt von Dipoelast®

ermöglicht.

Bau

Im Zuge von Erschütterungsschutzmaßnahmen, z.B. bei

Bauprojekten in unmittelbarer Nähe von Bahnstrecken,

wird Dipoelast® zur Körperschallentkopplung ganzer

Gebäude genutzt. Die Polyurethanmatten werden auf

der üblichen Sauberkeitsschicht verlegt. Vor dem

Betonieren des Fundaments muss das Material mit einer

PE-Folie abgedeckt werden, um das Entstehen von Körper-

schallbrücken zu vermeiden. Die Lagerungsart hängt von

der geforderten Abstimmfrequenz und den konstruktiven

Randbedingungen ab. Bei einer sorgfältigen Planung wird

der Luftschallpegel im Gebäude hörbar gemindert.

Die Produktreihe Dipoelast® verfügt über ein ausgezeichnetes Rückstellvermögen,

eine dauerhafte Elastizität, eine hohe Widerstandsfähigkeit und sehr gute Dämpf-

ungseigenschaften. Durch die Langzeitstabilität und den einfachen Einbau ist

Dipoelast® eine wirtschaftliche Problemlösung im Bereich Körperschallentkopp-

lung und Schwingungsisolierung. Unterschiedlichste Bauformen und Sonder-

typen mit speziell abgestimmten Eigenschaften ermöglichen die verschiedensten

Anwendungsmöglichkeiten.

EINSATZFELDER

Bahn

Bei ober- oder unterirdischem Schienenverkehr wird

Dipoelast® zum Schutz vor Bodenschwingungen und

Erschütterungen eingesetzt. Durch die PUR-Zwischen-

matten werden Gleiskörper komplett von ihrer Umge-

bung getrennt. Hier sind die Auswahlkriterien nicht

nur die gewünschte Schwingungsisolation, sondern

auch die einfache Montage und Langlebigkeit des

Materials.

Matten und Bauteile zur

Schwingungsisolierung und

Körperschallentkopplung im

Hochbau und Straßenverkehr


Porschestraße 1 · D-49356 Diepholz

Telefon 05441.59 54-0

Telefax 05441.59 54-24

E-Mail [email protected]

Schwingungsisolierung | Körperschallentkopplung

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