Trillingsdempers verminderen geluidsoverlast



Trillingsdempers spelen een essentiële rol bij het verminderen van afstralend geluid verzaakt door trillingsoverdracht.


Op deze pagina krijg je praktische tips en adviezen over het isoleren van trillingen met behulp van trillingsdempers. Verschillende soorten trillingsdempers en hun werking worden besproken.


Ook worden de belangrijkste factoren behandeld bij het kiezen van de meest geschikte trillingsdemper voor jouw specifieke behoeften.


Of je nu een HVAC-professional bent of een doe-het-zelver die thuis geluidsoverlast door trillingen ervaart, op deze pagina vind je waardevolle inzichten en praktische oplossingen om geluidsoverlast effectief te verminderen.

Vrijblijvende ondersteuning bij de selectie van de trillingsisolatoren 


Krijg deskundige hulp van geluidsisolatiedokter bij het kiezen van de juiste trillingsdempers voor jouw apparaat. Onze rekennota toont het verwachte % trillingsisolatie voor jouw toepassing, zodat je de beste keuze kunt maken.

Overzicht van de toepassingen van de trillingsdempers in ons gamma

trillingsdempers muurbeugel

trillingsdempers voor muurbeugels

trillingsdempers muurbeugel

rubber-metaal mounts

leiding ontkoppeling

leidingontkoppeling

trillingsdempers biggoot

trillingsdempers voor bigfoots

trillingsdempers muurbeugel

Sylomer pads

trillingsdemper plafond

plafondbevestiging

trillingsdempers muurbeugel

vloeropstelling

trillingsdempers muurbeugel

directe wandbevestiging

Types trillingdempers



Elastische materialen en stalen veren zijn de meest gebruikte trillingsdempers.


Elastische materialen combineren isolatie en demping maar, laten weinig statische deflectie (milimeters) toe. Dit maakt ze minder geschikt voor het isoleren van laagfrequentie trillingen.


Stalen veren laten grote statische deflecties (centimeters) toe waardoor afveerfrequenties van 4 Hz mogelijk zijn. Stalen veren op zich hebben geen dempende eigenschappen. Wanneer dempende eigenschappen noodzakelijk zijn (bijvoorbeeld bij stansmachines) worden de veren combineerd met een visceuze demper.




Trillingsisolatoren met fail safe optie


De fail safe optie zorgt ervoor dat het apparaat verbonden blijft met de de behuizing van de trillingsisolator indien de veer of het elastsisch materiaal faalt.


De behuizing zorgt er voor dat de trillingsdempers grote zijdelingse belastingen aankunnen.


Dit is aangewezen bij apparaten die traag op- en aftoeren omdat tijdens dit proces de aandrijffrequentie de afveerfrequentie gaat kruisen waardoor het afgeveerde apparaat, zeker als het een hoog zwaartepunt heeft, hevig kan gaan schudden. De behuizing van de trillingsisolatoren met fail safe optie beperkt het schudden van het apparaat.


Behuisde stalen veren zijn standaard in aardbevingsgevoelige regio's.



Elastische materialen: rubber en polyurethaanschuim



Rubber


indicatieve prijzen incl. BTW en verzendkosten in België op basis van een afname van 4 stuks.



  • Universele dempertjes zijn goedkoop en hebben een brede belastingsrange. 


  • De rubber bobijnen worden specifiek voor een bepaald type apparaat geselecteerd.


  • De rubber-metaal mounts
    • zijn bestand tegen constante schokken
    • kunnen zowel op compressie als op schuif belast worden
    • fail safe optie = zelfs indien het rubber afscheurt van het metaal blijft het apparaat op de mount staan

Polyurethaanschuim type Sylomer

Stalen veren

Open veren medium en base


Deze veren hebben onder en boven interne M8 schroefdraad voor de bevestiging op muurbeugels of bigfoots.


De medium veren leveren de beste prestaties op vlak van trillingsisolatie.


De base veren worden toegepast als de hoogte van de trillingsisolerende oplossing beperkt moet blijven.




Behuisde veer anti-seismic mini


Dit is de medium veer maar dan in een metalen behuizing.



Belangrijke begrippen met betrekking tot trillingsisolerende oplossingen


Aandrijffrequentie


De aandrijffrequentie is het toerental van het apparaat gedeeld door 60.


Elektrisch aangedreven apparaten met een vast toerental werken op 50 Hz (3000 toeren per minuut) of op 25 Hz (25 tpm).


Warmtepompen met een variabel toerental werken op warmere dagen op een lagere aandrijffrequentie dan op koudere dagen.


Airco’s werken op koelere dagen op een lagere aandrijffrequentie dan op warme dagen

Resonantie


Resonantie ontstaat wanneer een systeem wordt aangestoten met een frequentie die dicht bij de eigenfrequentie van het systeem ligt.


Wanneer die 2 frequenties samenvallen of dicht bij elkaar liggen krijgen we opslingering van de trillingen.


Het voorbeeld dat het vaakst wordt aangehaald om dit fenomeen te duiden is het Tacoma Bridge Incident waarbij een hangbrug die aan het trillen wordt gebracht door wervelwinden met een frequentie die samenvalt met de eigenfrequentie van de brug. De resonantie leidt ertoe dat de brug instort.

Elke structuur zoals een vloer of een muur heeft een eigenfrequentie. Als we een accelerometer op de structuur plaaten en we geven een ferme tik tegen de vloer of muur dan gaat deze op zijn eigenfrequentie uittrillen.


Wanneer een apparaat dat vastgemaakt is aan of op de vloer of muur trilt met een frequentie die gelijk is aan de eigenfrequentie van het bouwelement dan gaat de muur of vloer hard trillen en dus veel geluid afstralen.


Wanneer we een massa op een veer plaatsen dan krijgen we een trillingisolerend systeem dat ook een eigenfrequentie heeft. Om een onderscheid te maken met de eigenfrequentie van de muur of vloer spreek ik in dat geval liever over de afveerfrequentie van het systeem.

Afveerfrequentie


Dit is een eigenschap van het trillingsisolerend systeem.


Wanneer het apparaat trilt met een frequentie die dicht bij de afveerfrequentie van het systeem ligt dan krijgen we opslingering van trillingen. Het apparaat gaat "bewegen" op de veren en de trillingsoverdracht gaat groot zijn met veel afstralend geluid tot gevolg.


Bij het ontwerpen van een systeem moeten we er steeds voor zorgen dat de afveerfrequentie minimaal 3 keer kleiner is dan de aandrijffrequentie.


Het onderscheid tussen trillingsisolatie en trillingdemping zit in hun functie en toepassing bij het beheersen van trillingen



Trillingsisolatie richt zich op het voorkomen van trillingsoverdracht



  • Doel: voorkomen dat trillingen zich verspreiden van een bron naar de gebouwstructuur waardoor het afstralen van geluid beperkt wordt


  • Mechanisme om dit doel te bereiken bestaat er in om een barrière te creëren die trillingen tegenhoudt of minimaliseert. 



De trillingsenergie verminderd niet maar blijft "boven de trillingsisolatoren".


Stalen veren hebben enkel isolerende eigenschappen.





Trillingdemping richt zich op het beheersen van de bewegingen van het apparaat


Doel: het verminderen van de amplitude (kracht) van aanwezige trillingen in een systeem.


Mechanisme: energie aan de trillingen onttrekken via o.a. wrijving, viskeuze materialen of andere trillings-absorberende technieken.


Demping is aangewezen om de opslingering van trillingen te vermijden wanneer de aandrijffrequentie tijdens het op- en aftoeren de afveerfrequentie kruist. Bij snel optoerende machines speelt dit minder een rol.


Nadeel van demping is dat het een negatieve impact heeft op de trillingsisolatie bij aandrijffrequentie die hoger liggen dan de afveerfrequentie.


Elastische materialen combineren isolerende en dempende eigenschappen.

Hoe functioneert een trillingsisolerend systeem?


Belangrijke factoren die invloed hebben op het isoleren van trillingen door trillingsdemper en veerelementen zijn onder andere:


  • Veerkarakteristieken
  • Gewicht en zwaartepunt van het apparaat
  • Bedrijfstoerental van het apparaat
  • Acceleratie- en deceleratiesnelheid van het apparaat


De optimalisatie van een trillingsisolerend systeem is gericht op het maximaliseren van trillingsisolatie bij de aandrijffrequentie, terwijl essentiële parameters zoals stabiliteit behouden blijven.

Statische deflectie van de veer



Door een massa op een veer te plaatsen gaat de veer een zeker aantal mm inveren. Dit is de statische deflectie omdat het hier gaat over een statische belasting.


Statische deflectie is niet hetzelfde als de veerweg. De veerweg is het aantal mm dat de veer in- en uitveert door de werking van het apparaat. Het gaat hier dus over een dynamische belasting. Het is perfect mogelijk dat de statische deflectie meerdere cm bedraagt terwijl de veerweg nauwelijks een mm bedraagt.



De belasting op de veer en de stijfheid van de trillingdemper bepalen hoeveel statische invering we krijgen.



Bij elastische materialen wordt de stijfheid van de veer vooral bepaald door :


  • de densiteit van het materiaal
  • de dikte van het materiaal
  • de rubberhardheid bij elastomeren op basis van rubber



Bij stalen veren wordt de stijfheid vooral bepaald door:


  • de hoogte van de veer
  • de dikte van de windingen
  • steek of  de tussenafstand van de windingen



Voorbeeld: apparaat weegt 150 kg en rust op 4 trillingsisolatoren


Aanname: elke veer wordt evenveel belast.



base type 75

medium type 75

TSR 70x70 type 220

BRB 50 Shore A 60

statische deflectie

4,59 mm

9,73 mm

1.06 mm

2,45 mm

Link statische deflectie van de trillingdemper en de afveerfrequentie van het trillingsisolerend systeem



De statische deflectie bepaalt de afveerfrequentie .



Hoe meer statische deflectie hoe lager de afveerfrequentie.



Voorbeeld: zie bovenstaand



base type 75

medium type 75

TSR 70x70 type 220

BRB 50 Shore A 60

statische deflectie

4,59 mm

9,73 mm

1.06 mm

2,45 mm

afveerfrequentie

7,5 Hz

5,2 Hz

16 Hz

12,7 Hz

Link afveerfrequentie van het syteem, de werkingsfrequentie van het apparaat % trillingsisolatie



Hoe lager de afveerfrequentie hoe hoger het % trillingsisolatie.



Pas vanaf een aandrijffrequentie die hoger is dan de afveerfrequentie vermenigvuldigd met 1,41 worden de trillingen geïsoleerd.


We moeten dus steeds rekening houden met aandrijffrequentie van het apparaat bij de selectie van de trillingdemper om te vermijden dat we te maken krijgen met opslingering van de trillingen.



Hoe hoger de aandrijffrequentie hoe hoger het % trillingsisolatie





base type 75

medium type 75

TSR 70x70 type 220

BRB 50 Shore A 60

statische deflectie

4,59 mm

9,73 mm

1.06 mm

2,45 mm

afveerfrequentie

7,5 Hz

5,2 Hz

16 Hz

12,7 Hz

trillingsisolatie bij 25 Hz

90%

96%

27%

65%

trillingsisolatie bij 50 Hz

98%

99%

88%

93%

trillingsisolatie bij 100 Hz

99%

99,7 %

97%

98%

Hebben we te maken met luchtgeluid of met als geluid afstralende trillingen?


Apparaten veroorzaken zowel structuurgeluid of contactgeluid (structure borne noise )  en luchtgeluid (airborne noise).


De trillingen die het toestel veroorzaakt kunnen binnen de woning afstralen als geluid. Deze trillingen verspreiden zich doorheen hard gekoppeld gebouwelementen en kunnen afstralen als geluid in ruimtes die ver van de trillingsbron liggen.


De juiste selectie van trillingsisolatoren beperkt het afstralen van structuurgeluid.


Apparaten veroorzaken ook luchtgeluid dat in het geval van een buitenunit afstraalt naar de buitenomgeving. Dit luchtgeluid kan via akoestisch zwakke plekken in de gebouwschil  (ramen, deuren, ventilatieroosters, lichte dakstructuren,…) binnen hoorbaar zijn. Binnendringend luchtgeluid gaat meestal enkel hoorbaar zijn in ruimtes dicht bij de buitenunit.



De trillingsisolatoren hebben geen impact op het binnendringen van luchtgeluid.


Als het niet duidelijk is of je met afstralend structuurgeluid of binnendringen luchtgeluid te maken hebt moet je buiten gaan luisteren. Als je daar niets speciaals hoort maar binnen wel dan gaat het om afstralend structuurgeluid.


Trillingen van een correct afgeveerde warmtepomp  zul je eerder horen afstralen bij iets warmer weer (wanneer het apparaat op een laag toerental draait) terwijl binnendringend luchtgeluid eerder hoorbaar zal zijn bij koudere temperaturen omdat het toestel dan zowel compressor als ventilatoren harder moeten werken. Een airco zal op een lager toerental werken als het buiten wat koeler is.