Mechanisch dempen

Uit Technotheek
Ga naar: navigatie, zoeken
Mechanisch dempen
Mechanischdempen.jpg
Eigenschappen
Categorie: Producteigenschappen en -functies
Originele auteur: Teun Stortelder en Daan Wilmink
Jaar: 2010
Wikipedia link: Damping

Inhoud

Inleiding

Dempen in de mechanica betekent eigenlijk het omzetten van kinetische energie in een andere vorm van energie. Als de kinetische energie van een voorwerp namelijk afneemt, zal het voorwerp dus ook afnemen in snelheid.

Beschrijving

Schokdempers

Een schokdemper bestaat eigenlijk uit twee cilinders die in elkaar kunnen schuiver. De schokdemper is gevuld met olie waar de zuiger doorheen beweegt. Wanneer de schokdemper wordt ingedrukt, en de zuiger dus beweegt, word de olie door de gaatjes in de zuiger geperst. Bij het bewegen van de zuiger ontstaat wrijving die de olie opwarmt. De kinetische energie die op de schokdemper is komen te staan word op deze manier dus omgezet in warmte. Er zijn verschillende soorten schokdempers. Zo heb je een eenpijpige of tweepijpige schokdemper. Waar bij een eenpijpige schokdemper de volumeverandering door de beweging van de zuiger word gecompenseerd door een beweegbare klep waarachter een luchtruimte zit, word bij een tweepijpige schokdemper dit gecompenseerd door een reservecilinder waar de olie heen kan.

Rubber

Dit materiaal, verkregen uit het sap uit rubberbomen, kan ook dienen als mechanische demping. De dempende werking van rubber kan verklaart worden door de inwendige demping, ook wel hysterese genoemd. Als rubber word ingedrukt schuren de moleculen langs elkaar. Op deze manier worden de moleculen opgewarmt door de kinetische energie. De kinetische energie word dus omgezet in warmte. Vergelijk het maar met zand wat ook een dempende werking heeft. Dit gebeurt eigenlijk ook bij zand, wat ook een dempende werking heeft, waarbij de zandkorrels langs elkaar schuren.

Overige materialen

Andere dempende materialen zijn bijvoorbeeld schuimen. In schuimen zit veel lucht opgeslagen. Bij een impact in het schuim, dus als er kinetische energie in word gestopt, word deze lucht eruit geperst en gaan de luchtmoleculen met hoge snelheid uit het materiaal. Een kussen is hiermee vergelijkbaar, omdat hier ook veel lucht in zit. Een voorbeeld van een schuim is bijvoorbeeld een spons, maar ook EPP wordt veel gebruikt vanwege zijn dempende eigenschappen. Ook gels zijn geschikte materialen om mee te dempen. Dit materiaal lijkt in principe op rubber, maar is iets geavanceerder.

Toepassingen

Schokdempers

Deze dempers zijn het meest te vinden in voertuigen. Daar zijn ze meestal verwerkt tussen de assen van de wielen en de carrosserie. Ook wordt het soms in gebouwen toegepast, zoals bunkers die grote schokken moeten opvangen. In de toekomst is het misschien wel mogelijk om bijvoorbeeld energie op te vangen uit de bewegende olie, zodat die weer opnieuw gebruikt kan worden.

Rubber

Vooral voor kleine schokken, zoals trillingen, wordt rubber veel gebruikt. Voorbeelden hiervan zijn rubberen dopjes onder een laptop, speakers of andere elektronische apparaten. Daarnaast word rubber veel gebruikt in schoenzolen en (auto)banden.

Overige materialen

Schuimen kunnen worden gebruikt in bijvoorbeeld helmen (opvulling tussen het hoofd en helm). EPP wordt veel gebruikt in kleine modelvliegtuigjes die licht moeten zijn, maar ook klappen moeten kunnen opvangen. Gel wordt veel gebruikt in hardloopschoenen. hierbij kan dit materiaal de klap bij het neerkomen van de voet goed opvangen.

Voordelen

Schokdempers

  • Zijn in staat om zeer grote schokken te absorberen
  • Misschien dat in de toekomst energie kan worden opgevangen verkregen uit het stromen van de olie

Rubber

  • Rubber heeft een grote vormvrijheid, hierdoor kan het bijvoorbeeld toegepast worden op producten met een ingewikkelde vormgeving
  • Rubber is relatief erg goedkoop
  • De dempende werking van rubber blijft lang behouden
  • Het materiaal is makkelijk aan te brengen op producten

Schuimen

  • Erg licht
  • Het materiaal is makkelijk vervormbaar zodat het geschikt is voor producten met een bepaalde vormgeving

Gels

  • Ook dit materiaal heeft een grote vormvrijheid
  • Het materiaal kan beter dempen/is geavanceerder dan rubber

Nadelen

Schokdempers

  • Het is een groot voorwerp en kan maar op een bepaalde manier worden verwerkt in een product
  • Erg prijzig
  • Kan defect gaan

Rubber

  • Alleen kleine trillingen/schokken worden goed gedempt

Schuimen

  • Dempt relatief minder goed dan bijvoorbeeld rubber

Gel

  • Een stuk duurder dan rubber

Milieuaspecten

Schokdempers

Schokdempers worden veelal gebruikt in voertuigen. De functie van de schokdempers is schokken op vangen en zorgen voor een betere wegligging. Een betere wegligging zorgt voor een lager gebruik, dus dat is positief voor het milieu. Verder wordt een schokdemper meestal vervaardigd uit metaal, dit is bij verbranding (smelten) niet heel schadelijk voor het milieu. Schokdempers zijn dus niet erg milieubelastend.

Rubbers

Rubber is van oorsprong een natuurproduct, aan dit product worden weekmakers toegevoegd om de structuur van rubber te krijgen. Deze weekmakers zijn erg milieubelastend, maar er wordt onderzoek naar deze stoffen gedaan om minder milieubelastende weekmakers te ontwikkelen. Ook zijn er synthetische rubbers, deze komen niet in de natuur voor en zijn slecht afbreekbaar. Over het algemeen zijn rubbers dus milieubelastend. Bij verbranding van rubber komen er schadelijke stoffen vrij.

Gel

De dempende gels zijn over het algemeen geen natuurproducten, ze moeten dus geproduceerd worden. Dit is over het algemeen milieubelastend, zij het niet dat een bedrijf bijvoorbeeld CO2 neutraal produceert. Verder komen bij het verbranden van gel schadelijke stoffen vrij, gel is dus ook schadelijk voor het milieu.

Schuimen

Schuimen zijn erg milieubelastend, bij verbranding komen namelijk erg giftige stoffen vrij. Ook bij de productie van schuimen komen veel chemische processen kijken, dit is milieubelastend. Schuimen zijn dus zeer milieubelastend.

Leveranciers en kenniscentra

Persoonlijke instellingen
Naamruimten
Varianten
Handelingen
Navigatie
Hulpmiddelen