CH713133B1 - Schallabsorbierendes Element. - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Schallabsorbierendes Element (1') gezeigt, umfassend eine Trägerplatte (12') mit einer schallzugewandten und einer schallabgewandten Oberfläche, und eine an der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte (12') angeordnete Stabilisationsschicht (11') mit eine Mikroperforation bildenden Löchern (111'), wobei die Trägerplatte (12') schallzugewandte Öffnungen (121') auf der schallzugewandten Oberfläche und schallabgewandte Öffnungen (122') auf der schallabgewandten Oberfläche aufweist, wobei die schallzugewandten und schallabgewandten Öffnungen (121'; 122') kommunizierend über Kanäle (123') in Verbindung stehen, wobei die Mehrzahl der Flächen der schallzugewandten Öffnungen (121') grösser als die Flächen der schallabgewandten Öffnungen (122') ist, und wobei ein Anteil der die Mikroperforation bildenden Löcher (111') mit einer Mehrzahl der schallzugewandten Öffnungen (121') zur akustisch aktiven Wirkung, insbesondere zur Bildung von Helmholtz-Resonatoren und Mikroabsorbern, kommunizierend verbunden ist.
Description
GEBIET DER ERFINDUNG
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein schallabsorbierendes Element und ein Verfahren zum Herstellen eines schallabsorbierenden Elements.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
[0002] Bei Ausstattungen von öffentlich zugänglichen Räumen, insbesondere in öffentlichen Gebäuden, aber auch im Wohnungs- und Möbelbau spielt oft die Akustik eine wichtige Rolle. Im Gebiet der Raumakustik sollen dabei geeignete schallabsorbierende Elemente zur Verkleidung von Wänden bereitgestellt werden, welche dem Bestimmungszweck entsprechende akustische Eigenschaften des Raumes sicherstellen sollen. An die schallabsorbierenden Elemente werden typischerweise eine Reihe von Anforderungen gestellt, welche z.B. gute Absorptionswerte, niedrige Kosten, ausreichende mechanische Stabilität, guter ästhetischer Eindruck, einfache Montage, ausreichende Brandschutzeigenschaften usw., umfassen.
[0003] Bekannt sind schallabsorbierende Elemente, welche eine Trägerplatte mit durchgehenden Löchern, eine gelochte Deckschicht auf der Vorderseite der Trägerplatte und eine poröse Absorptionsschicht, wie zum Beispiel Vlies, auf der Rückseite der Trägerplatte umfassen. Die Trägerplatte und die Deckschicht mit den Löchern dienen als schalldurchlässige Schichten für Sicht- und Berührungsschutz, wobei die Schallabsorption durch die Absorptionsschicht auf der Rückseite der Trägerplatte erreicht wird.
[0004] Eine weitere Art von schallabsorbierenden Elementen stellen Elemente mit Helmholtz-Resonatoren dar, bei welchen die Luftmasse in den Löchern mit dem Schallfeld reagiert und die auftreffende Schallenergie in kinetische Energie der Luftmasse umgewandelt wird. Helmholtz-Resonatoren benötigen unter Umständen keine separate poröse Absorptionsschicht, können aber auch mit solchen kombiniert werden.
[0005] Für ästhetische Zwecke kann eine bessere Optik des schallabsorbierenden Elements durch eine mikroperforierte Deckschicht erreicht werden. Eine solche ist z.B. inEP 1876308offenbart, welche eine schallabsorbierende Vorrichtung mit einem plattenförmigen Kern und einer ersten und einer zweiten Oberfläche zeigt. Eine erste Beschichtung und eine zweite Beschichtung bedecken die erste bzw. die zweite Oberfläche des Kerns. Die erste und die zweite Beschichtung sind mit rasterartig angeordneten Löchern versehen. Der Kern ist mit einer Anzahl im Wesentlichen parallel ausgerichteten Rillen versehen, welche die beiden Oberflächen des Kerns durchdringen. Mittels Verklebung werden die Beschichtungen auf die Oberflächen geklebt, wobei ein Teil der Löcher der Beschichtungen in die Rillen des Kerns münden. Für ein verbessertes statisches Verhalten ist der Kern entlang eines rahmenartigen Randbereiches rillenfrei ausgestaltet. Eine weitere Verbesserung der Verwindungssteifigkeit wird dadurch erzielt, dass der Kern eine Anzahl Streben auf weist, die ebenfalls rillenfrei sind, so dass der Kern durch die Anzahl Streben in mehrere Bereiche mit Rillen aufgeteilt ist. Insbesondere stabilisieren auch die beidseitig angeordneten Deckschichten den Kern gegen Durchbiegen und Verwinden.
[0006] DieWO2013/159240zeigt einen Resonator mit einer Deckschicht mit einer Mikroperforation; eine Trägerschicht mit mehreren durchgehenden Öffnungen wie insbesondere Bohrungen oder Schlitzungen; und eine Zwischenschicht, welche die Deckschicht beabstandet von der Trägerschicht hält, wobei die Zwischenschicht ausgebildet ist, um zur Verbesserung der schallabsorbierenden Wirkung zwischen der Mikroperforation der Deckschicht und Öffnungen der Trägerschicht eine kommunizierende Verbindung zu erstellen. Die Deckschicht ist über die Zwischenschicht an der Trägerschicht insbesondere stabil beabstandet gehalten, wobei eine stoffschlüssige Verbindung wie beispielsweise eine Verklebung zwischen der Deckschicht und der Zwischenschicht sowie zwischen der Zwischenschicht und der Trägerschicht vorgesehen ist. Die Zwischenschicht ist insbesondere schalldurchlässig ausgeführt, so dass zwischen der Mikroperforation der Deckschicht und den Öffnungen der Trägerschicht eine akustisch wirksame, kommunizierende Verbindung besteht und die schallabsorbierende Wirkung der Mikroperforation der Deckschicht und den Öffnungen der Trägerschicht erstellt ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
[0007] Die verschiedenen Anforderungen an schallabsorbierende Elemente, wie z.B. gute Absorptionswerte, niedrige Kosten, ausreichende mechanische Stabilität, insbesondere Verwindungssteifigkeit, guter ästhetischer Eindruck, einfache Montage usw. sind oft schwierig gleichzeitig zu erfüllen. Z.B. kann für eine erhöhte Verwindungssteifigkeit im Randbereich der Trägerplatte ein Rahmen ohne Löcher vorgesehen sein, was aber die Absorptionswirkung des schallabsorbierenden Elements verringert. Ausserdem sind solche Trägerplatten nicht als zuschneidbare modulare Standardelemente geeignet, da beim Zuschneiden der Rahmen abgeschnitten oder durchgeschnitten werden kann, so dass solche Trägerplatten als teure Einzelanfertigung für die jeweilige Anwendung hergestellt werden müssen. Umgekehrt sind in der Regel möglichst grosse oder viele Öffnungen in der Trägerplatte erwünscht, da durch diese der Schall aufgenommen werden kann, was zwar vorteilhaft für die Absorptionswirkung ist, sich aber nachteilig auf die mechanische Stabilität auswirkt. Eine Verkleinerung der Öffnungen der Trägerplatte ist nachteilhaft für die Schallabsorption, da derjenige Teil des auftreffenden Schalls, der nicht auf eine Öffnung trifft, wieder reflektiert wird. Bei einem schallabsorbierenden Element mit Mikroperforation z.B., tragen die Löcher der Deckschicht, welche nicht in eine Öffnung der Trägerplatte münden, nicht zur Schallabsorption bei, da der durch die Löcher durchtretende Schall von der Trägerplatte wieder reflektiert wird. Eine ausreichende Verwindungssteifigkeit ohne die Löcher der Trägerplatte zu verkleinern oder einen Teil der Löcher wegzulassen, kann z.B. wie oben bereits erwähnt dadurch erreicht werden, dass auf der Rückseite der Trägerplatte eine zweite Deckschicht mit gleichen physikalischen Eigenschaften wie die erste Deckschicht auf der Vorderseite der Trägerplatte aufgebracht wird. Die zweite Deckschicht erhöht allerdings durch das zusätzliche Material und die zusätzlichen Herstellungsschritte die Kosten.
[0008] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Stand der Technik der schallabsorbierenden Elemente zu verbessern.
[0009] Diese Aufgabe wird durch ein schallabsorbierendes Element und einem Verfahren zur Herstellung eines schallabsorbierenden Elements gemäss der unabhängigen Ansprüche gelöst. Beispielhafte und/oder bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen und in der vorliegenden Offenbarung gegeben.
[0010] Ein erfindungsgemässes schallabsorbierendes Element umfasst eine Trägerplatte mit einer schallzugewandten und einer schallabgewandten Oberfläche, und eine an der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte angeordnete Stabilisationsschicht mit eine Mikroperforation bildenden Löchern. Die Trägerplatte weist schallzugewandte Öffnungen auf der schallzugewandten Oberfläche und schallabgewandte Öffnungen auf der schallabgewandten Oberfläche auf, wobei die schallzugewandten und schallabgewandten Öffnungen kommunizierend über Kanäle in Verbindung stehen und die Mehrzahl der Flächen der schallzugewandten Öffnungen grösser als die Flächen der schallabgewandten Öffnungen ist. Ein Anteil der die Mikroperforation bildenden Löcher ist mit einer Mehrzahl der schallzugewandten Öffnungen zur akustisch aktiven Wirkung, insbesondere zur Bildung von Helmholtz-Resonatoren und Mikroabsorbern, kommunizierend verbunden.
[0011] Das schallabsorbierende Element wird in der Regel zur Verkleidung der Innenseite eines Raumes an die Wände angebracht, so dass die schallabgewandte Oberfläche der Trägerplatte zur Wand hin und die schallzugewandte Oberfläche der Trägerplatte zum Raum hin orientiert sind. Das schallabsorbierende Element kann aber z.B. auch hängend an der Decke eines Raumes oder auch frei stehend, z.B. als Trennwand, montiert werden. Die an der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte angeordnete Stabilisationsschicht, welche von einer Person, die sich im Raum aufhält, sichtbar ist, dient sowohl zur Stabilisation als auch zur optischen Abdeckung der Trägerplatte.
[0012] Die Mikroperforation stellt vorteilhafterweise sowohl die Durchlässigkeit des auftreffenden Schalls als auch ein gutes optisches Erscheinungsbild sicher, da die Löcher der Mikroperforation von blossem Auge nur in einer kurzen Entfernung, z.B. unter 50-60 cm, sichtbar sind. Ausserdem bietet die Mikroperforation den Vorteil, dass ein optisch störender Moire-Effekt vermieden werden kann.
[0013] Vorzugsweise sind die schallzugewandten und schallabgewandten Öffnungen und die Kanäle der Trägerplatte in einem Schritt von der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte her generiert.
[0014] Vorzugsweise ist die schallzugewandte und/oder schallabgewandte Oberfläche der Trägerplatte planar derart ausgebildet, dass die Kanäle jeweils untereinander unabhängige schallzugewandte Öffnungen mit jeweils untereinander unabhängigen schallabgewandten Öffnungen kommunizierend verbinden. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die mechanische Stabilität der Trägerplatte aus.
[0015] Die Kanäle, welche die schallabgewandten und die schallzugewandten Öffnungen kommunizierend verbinden, haben in der Regel im Querschnitt senkrecht zur Trägerplatte ein variierendes Profil und münden an der schallabgewandten sowie der schallzugewandten Oberfläche in die jeweiligen schallabgewandten sowie schallzugewandten Öffnungen. Diese Konfiguration der Kanäle und der schallabgewandten und schallzugewandten Öffnungen, wobei eine Mehrzahl der Flächen der schallzugewandten Öffnungen grösser als die Flächen der schallabwandten Öffnungen ist, hat den Vorteil, dass die Trägerplatte beide Anforderungen der optimalen Schallabsorption durch die Bereitstellung von genügend offener Fläche wie auch der ausreichenden mechanischen Stabilität, insbesondere Verwindungssteifigkeit, erfüllen kann. Auf der schallzugewandten Oberfläche der Trägerfläche können die Öffnungen grösser sein als bei Öffnungen von herkömmlichen Trägerplatten, bei welchen die Kanäle senkrecht zur Trägerplatte im Querschnitt ein konstantes Profil aufweisen, ohne dass die mechanische Stabilität der Trägerplatte verringert wird, da der Verlust der mechanischen Stabilität durch die kleinere Fläche der Öffnungen auf der schallabgewandten Oberfläche der Trägerplatte kompensiert wird. Umgekehrt können die Öffnungen auf der schallabgewandten Oberfläche der Trägerfläche kleiner als bei herkömmlichen Öffnungen sein, ohne die Schallabsorption des schallabsorbierenden Elements zu beeinträchtigen, da die kleineren schallabgewandten Öffnungen durch die grössere Fläche der Öffnungen auf der schallzugewandten Oberfläche kompensiert wird. Es bietet sich daher der Vorteil, dass die Fläche der Öffnungen auf der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte für eine gute Schallabsorption und die Fläche der Öffnungen auf der schallabgewandten Oberfläche für eine ausreichende mechanische Stabilität optimiert werden können.
[0016] Insbesondere kann durch die Konfiguration der Kanäle und der schallabgewandten und schallzugewandten Öffnungen eine ausreichende mechanische Stabilität derart gewährleistet werden, dass auf einen zusätzlich stabilisierenden Rand ohne Öffnungen verzichtet werden kann und die Öffnungen somit gleichmässig über die gesamte Trägerplatte verteilt angeordnet sein können. Dies ist insofern vorteilhaft, als dass ein Zuschneiden der Trägerplatte bei der Anwendung des schallabsorbierenden Elements in der Regel nicht zu einer Verringerung der mechanischen Stabilität oder einer Verringerung der Absorptionseigenschaften aufgrund von Zuschnitten führt, welche einen Rand wegschneiden oder um einen Rand herum schneiden würden.
[0017] Die Konfiguration der Kanäle und der schallabgewandten und schallzugewandten Öffnungen bietet weiter den Vorteil, dass eine Stabilisationsschicht auf der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte ausreicht, um eine ausreichende mechanische Stabilität, insbesondere Verwindungssteifigkeit, des schallabsorbierenden Elements bereitzustellen. Bei den herkömmlichen schallabsorbierenden Elementen sind für vergleichbare Flächen von Öffnungen auf der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte typischerweise zwei Stabilisationsschichten erforderlich, um eine vergleichbare mechanische Stabilität zu gewährleisten. Die Reduzierung auf eine Stabilisationsschicht ist vorteilhaft für die Reduktion der Herstellungskosten. Da die Mikroperforation bildenden Löcher der Stabilisationsschicht in der Regel durch geeignete Lochungsverfahren, wie z.B. Stanzen oder z.B. mit einem geeigneten Laser, hergestellt werden, kann die Reduzierung auf eine Stabilisationsschicht zudem die Herstellungskosten weiter senken, was einen weiteren Vorteil darstellt.
[0018] Durch die grösseren Flächen der Öffnungen auf der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte kann die Anzahl der Löcher der Mikroperforation der Stabilisationsschicht, welche kommunizierend mit Öffnungen auf der schallzugewandten Oberfläche in Verbindung stehen und akustisch aktiv zusammenwirken können, erhöht werden, ohne die mechanische Stabilität der Trägerplatte stark zu beeinträchtigen, was sich optimal auf die Schallabsorption auswirkt. Dies ist im Vergleich zu herkömmlichen schallabsorbierenden Elementen, bei welchen eine Erhöhung der Anzahl der mit Öffnungen der Trägerplatte kommunizierenden Löcher der Mikroperforation bei gleichbleibender Mikroperforation in der Regel mit einer Vergrösserung der Öffnungen und damit einer Verringerung der mechanischen Stabilität einhergeht, vorteilhaft.
[0019] Vorzugsweise bilden die Kanäle mit Hilfe der Wand des Raumes oder einer Abdeckung auf der schallabgewandten Oberfläche der Trägerplatte und den Löchern der Mikroperforation der Stabilisationsschicht Helmholtz-Resonatoren und Mikroabsorber mit optimalen Schallabsorptionseigenschaften.
[0020] Die gegenseitige kompensatorische Wirkung der optimalen Schallabsorption durch die grössere Fläche der schallzugewandten Öffnungen und der ausreichenden mechanischen Stabilität durch die kleinere Fläche der schallabgewandten Öffnungen ermöglicht die Herstellung von schallabsorbierenden Elementen, welche im Vergleich zu herkömmlichen schallabsorbierenden Elementen mit vergleichbarer Schallabsorption sowie mechanischer Stabilität eine geringere Dicke aufweisen, was sich günstig auf die Herstellungskosten auswirkt.
[0021] Die Kanäle können senkrecht zur Trägerplatte axialsymmetrisch, vorzugsweise kegelstumpfförmig ausgebildet sein.
[0022] Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist unter axialsymmetrisch eine Rotationssymmetrie bezüglich einer Achse zu verstehen, wobei die Rotationssymmetrie auch diskrete Rotationen umfassen kann.
[0023] In einer Ausführungsform weisen die Kanäle kreisförmige Querschnitte mit einem entlang den Kanälen sich verjüngenden Durchmesser auf.
[0024] Vorteilhafterweise nimmt der Durchmesser der Kanäle von der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte zur schallabgewandten Oberfläche der Trägerplatte hin ab, was die mechanische Stabilität erhöht, ohne die schallzugewandte offene Fläche zu reduzieren. Der Durchmesser der Kanäle kann sich kontinuierlich und/oder stufenweise verjüngen.
[0025] In Ausführungsformen mit kreisförmigen Querschnitten der Kanäle weisen die schallabgewandten Öffnungen vorzugsweise Durchmesser zwischen 4 mm und 9 mm, weiter vorzugsweise zwischen 5 mm und 8 mm, besonders bevorzugt von 6 mm, auf.
[0026] In Ausführungsformen mit kreisförmigen Querschnitten der Kanäle weisen die schallzugewandten Öffnungen vorzugsweise Durchmesser zwischen 6 mm und 10 mm, weiter vorzugsweise zwischen 7 mm und 9 mm, besonders bevorzugt von 8 mm, auf.
[0027] In einer Ausführungsform weisen die Kanäle Senkungen, vorzugsweise Kegelsenkungen, weiter vorzugsweise Plansenkungen, auf.
[0028] Alternativ oder in Ergänzung sind die Kanäle als Stufenbohrungen ausgebildet.
[0029] Die Senkungen bieten den Vorteil, dass die Fläche der schallzugewandten Öffnungen vergrössert werden kann, ohne die mechanische Stabilität der Trägerplatte stark zu beeinträchtigen. Durch eine geeignete Wahl der Dimensionen der Senkungen und/oder der Stufenbohrungen können auf eine flexible Weise die Schallabsorptionseigenschaften des schallabsorbierenden Elements optimiert werden.
[0030] In bestimmten Ausführungsformen weisen die Senkungen eine Tiefe von mindestens 2 mm auf. In weiteren Ausführungsformen weisen die Senkungen eine Tiefe zwischen 2 mm und 6 mm auf. Vorzugsweise weisen die Senkungen eine Tiefe von mindestens 1 2.5% der Dicke der Trägerplatte, weiter vorzugsweise von mindestens 16.5% der Dicke der Trägerplatte auf.
[0031] In einer Variante können die Kanäle ebenensymmetrisch, vorzugsweise pyramidenstumpfförmig, ausgebildet sein.
[0032] In einer Ausführungsform sind die schallzugewandten und schallabgewandten Öffnungen schlitzförmig ausgebildet und die Kanäle senkrecht zur Trägerplatte ebenensymmetrisch, vorzugsweise teilkreissegmentförmig ausgebildet. Diese Form der Kanäle hat den Vorteil, dass sie auf einfache und kostengünstige Weise durch eine Fräsmaschine hergestellt werden kann, wie weiter unten erläutert wird. Vorzugsweise ist der Radius des Teilkreissegments so gewählt, dass der durch den Kanal und den Löchern der Mikroperforation gebildete Helmholtz-Resonator und Mikroabsorber eine ausreichende Schallabsorption bereitstellen kann. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird als Teilkreissegment die Schnittfläche zwischen einem Kreissegment und einem auf der Basislinie des Kreissegments liegenden Rechtecks verstanden. Die teilkreissegmentförmigen Kanäle werden als dreidimensionale Körper verstanden, welche eine Dicke der schlitzförmigen Öffnungen und eine Projektion eines Teilkreissegments aufweisen.
[0033] In bestimmten Ausführungsformen ist eine Anzahl von Kanälen mit kreisförmigem Querschnitt und eine Anzahl von Kanälen ebenensymmetrisch, vorzugsweise telkreissegmentförmig, ausgebildet. Entsprechend kann eine Anzahl von schallzugewandten Öffnungen kreisförmig und eine Anzahl von schallzugewandten Öffnungen schlitzförmig ausgebildet sein.
[0034] Vorzugsweise sind die Kanäle zueinander versetzt angeordnet. Die versetzte Anordnung der Kanäle in der Trägerplatte hat den Vorteil, dass lokalisierte Schwachstellen in der Trägerplatte vermieden und die allgemeine mechanische Stabilität der Trägerplatte erhöht werden kann. Da der auftreffende Schall in der Regel als uniform über ein schallabsorbierendes Element angenommen werden kann, hat die versetzte Anordnung der Kanäle keine negative Auswirkung auf die Schallabsorptionseigenschaften des Elements.
[0035] In einer Ausführungsform ist an der schallabgewandten Oberfläche der Trägerplatte eine Vliesschicht und/oder eine Mineralfaserwolleschicht angeordnet. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Trägerplatte und die Stabilisationsschicht, welche insbesondere durch die Bildung der Helmholtz-Resonatoren und Mikroabsorbern vorzugsweise reaktive Absorber darstellen, mit passiven Absorbern wie einer Vliesschicht und/oder einer Mineralfaserwolleschicht kombiniert werden können und so die Schallabsorptionseigenschaften weiter optimiert werden können.
[0036] In bestimmten Ausführungsformen weisen die schallabgewandten Öffnungen eine Länge zwischen 40 mm und 70 mm, weiter vorzugsweise 60 mm oder vorzugsweise 50 mm, auf und weisen eine Breite zwischen 2 mm und 4.5 mm, weiter vorzugsweise zwischen 2.5 mm und 4.5 mm, weiter vorzugsweise 3 mm oder vorzugsweise 4 mm, auf.
[0037] Vorzugsweise nehmen die Mikroperforation bildenden Löcher zwischen 2.1% und 6.6%, weiter vorzugsweise 2.5%, besonders bevorzugt 6%, weiter bevorzugt 3% oder 4.5%, der Fläche der Stabilisationsschicht ein.
[0038] In bestimmten Ausführungsformen nehmen die schallabgewandten Öffnungen zwischen 10% und 20%, weiter vorzugsweise zwischen 10% und 15%, weiter vorzugsweise 12% oder weiter vorzugsweise 14%, der Fläche der Trägerplatte ein.
[0039] In bestimmten Ausführungsformen nehmen die schallzugewandten Öffnungen zwischen 20% und 30%, weiter vorzugsweise 25% oder weiter vorzugsweise 28.5%, der Fläche der Trägerplatte ein.
[0040] In weiteren Ausführungsformen, insbesondere in Ausführungsformen mit Kanälen mit kreisförmigen Querschnitten, nehmen die schallabgewandten Öffnungen zwischen 20% und 50%, vorzugsweise zwischen 23% und 47%, weiter vorzugsweise zwischen 26% und 32%, der Fläche der Trägerplatte ein.
[0041] In weiteren Ausführungsformen, insbesondere in Ausführungsformen mit Kanälen mit kreisförmigen Querschnitten, nehmen die schallzugewandten Öffnungen zwischen 30% und 60%, vorzugsweise zwischen 40% und 55%, weiter vorzugsweise zwischen 46% und 53%, der Fläche der Trägerplatte ein.
[0042] Die Längen und/oder Breiten und/oder Durchmesser der schallabgewandten und/oder der schallzugewandten Öffnungen können variiert werden. Ebenso können die Abstände zwischen den schallabgewandten und/oder den schallzugewandten Öffnungen entlang von Achsen der Trägerplatte variiert werden. Die Variation der Längen und/oder Breiten und/oder Durchmesser der schallabgewandten und/oder der schallzugewandten Öffnungen und/oder der Abstände zwischen den schallabgewandten Öffnungen und/oder den schallzugewandten Öffnungen ermöglicht das Erzeugen verschiedener offener Flächen des schallabsorbierenden Elements. Es ist auch möglich, durch die Variation der Längen und/oder der Breiten und/oder der Durchmesser der schallabgewandten und/oder der schallzugewandten Öffnungen und/oder der Abstände zwischen den schallabgewandten und/oder den schallzugewandten Öffnungen die Anteile der Flächen der schallabgewandten und/oder der schallzugewandten Öffnungen an der Fläche der Trägerplatte zu variieren. Es können auch die Verhältnisse dieser Anteile variiert werden. Es ist aber auch möglich, die Anteile so zu variieren, dass die Verhältnisse der Anteile gleich bleiben.
[0043] Beispielsweise kann eine Trägerplatte wie folgt mit schallabgewandten sowie schallzugewandten Öffnungen ausgestattet sein: Die Breite der schallabgewandten Öffnungen beträgt 4 mm, die Länge 60 mm. Der Abstand der schallabgewandten Öffnungen entlang einer Querachse der Trägerplatte beträgt jeweils 12 mm. Bei einer Ausdehnung der Trägerplatte entlang der Querachse von 1000 mm beträgt die Anzahl Reihen entlang der Querachse 1000 mm/(12 mm + 4 mm)=62.5. Entlang einer zur Querachse senkrecht liegenden Längsachse der Trägerplatte, wobei Längs- und Querachse der Trägerplatte parallel zur schallabgewandten sowie schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte liegen, sind die schallabgewandten Öffnungen jeweils mit 120 mm voneinander beabstandet. Bei einer Ausdehnung der Trägerplatte entlang der Längsachse von 1000 mm beträgt die Anzahl Reihen entlang der Längsachse 1000 mm/120 mm=8.33. Entlang der Längachse haben die schallabgewandten Öffnungen insgesamt eine Ausdehnung von 8.33*60 mm = 500 mm. Der Anteil der Fläche der schallabgewandten Öffnungen an der Fläche der Trägerplatte beträgt 12.5%. Der Anteil der Fläche der schallzugewandten Öffnungen an der Fläche der Trägerplatte beträgt 25%. Das Verhältnis der Anteile der Flächen der schallabgewandten zu den schallzugewandten Flächen ist 1:2.
[0044] In einem weiteren Beispiel kann eine Trägerplatte wie folgt mit schallabgewandten sowie schallzugewandten Öffnungen ausgestattet sein: Die Breite der schallabgewandten Öffnungen beträgt 3.50 mm, die Länge 60 mm. Der Abstand der schallabgewandten Öffnungen entlang einer Querachse der Trägerplatte beträgt jeweils 10 mm. Bei einer Ausdehnung der Trägerplatte entlang der Querachse von 1000 mm beträgt die Anzahl Reihen entlang der Querachse 1000 mm/(10 mm + 3.50 mm)=74.07. Entlang einer zur Querachse senkrecht liegenden Längsachse der Trägerplatte, wobei Längs- und Querachse der Trägerplatte parallel zur schallabgewandten sowie schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte liegen, sind die schallabgewandten Öffnungen jeweils mit 120 mm voneinander beabstandet. Bei einer Ausdehnung der Trägerplatte entlang der Längsachse von 1000 mm beträgt die Anzahl Reihen entlang der Längsachse 1000 mm/120 mm=8.33. Entlang der Längachse haben die schallabgewandten Öffnungen insgesamt eine Ausdehnung von 8.33*60 mm = 500 mm. Der Anteil der Fläche der schallabgewandten Öffnungen an der Fläche der Trägerplatte beträgt 12.96%. Der Anteil der Fläche der schallzugewandten Öffnungen an der Fläche der Trägerplatte beträgt 25.93%. Das Verhältnis der Anteile der Flächen der schallabgewandten zu den schallzugewandten Flächen ist 1:2.
[0045] In einem weiteren Beispiel kann eine Trägerplatte wie folgt mit schallabgewandten sowie schallzugewandten Öffnungen ausgestattet sein: Die Breite der schallabgewandten Öffnungen beträgt 3 mm, die Länge 70 mm. Der Abstand der schallabgewandten Öffnungen entlang einer Querachse der Trägerplatte beträgt jeweils 10 mm. Bei einer Ausdehnung der Trägerplatte entlang der Querachse von 1000 mm beträgt die Anzahl Reihen entlang der Querachse 1000 mm/(10 mm + 3 mm)=76.92. Entlang einer zur Querachse senkrecht liegenden Längsachse der Trägerplatte, wobei Längs- und Querachse der Trägerplatte parallel zur schallabgewandten sowie schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte liegen, sind die schallabgewandten Öffnungen jeweils mit 100 mm voneinander beabstandet. Bei einer Ausdehnung der Trägerplatte entlang der Längsachse von 1000 mm beträgt die Anzahl Reihen entlang der Längsachse 1000 mm/100 mm=10. Entlang der Längachse haben die schallabgewandten Öffnungen insgesamt eine Ausdehnung von 10*70 mm = 700 mm. Der Anteil der Fläche der schallabgewandten Öffnungen an der Fläche der Trägerplatte beträgt 16.15%. Der Anteil der Fläche der schallzugewandten Öffnungen an der Fläche der Trägerplatte beträgt 23.08%. Das Verhältnis der Anteile der Flächen der schallabgewandten zu den schallzugewandten Flächen ist 1:1.43.
[0046] In einem weiteren Beispiel kann eine Trägerplatte mit Kanälen mit kreisförmigen Querschnitten wie folgt mit schallabgewandten sowie schallzugewandten Öffnungen ausgestattet sein: Der Durchmesser der schallabgewandten Öffnungen beträgt 6 mm. Der Abstand der schallabgewandten Öffnungen entlang einer Querachse der Trägerplatte beträgt jeweils 7 mm, wobei jeweils entlang der Querachse aufeinanderfolgende schallabgewandte Öffnungen entlang einer Längsachse der Trägerplatte um 7 mm versetzt sind. Zueinander unversetzt entlang der Querachse aufeinanderfolgende schallabgewandte Öffnungen weisen somit einen Abstand von 14 mm auf. Der Durchmesser der schallzugewandten Öffnungen beträgt 8 mm. Der Anteil der Fläche der schallabgewandten Öffnungen an der Fläche der Trägerplatte beträgt 28.84%. Der Anteil der schallzugewandten Öffnungen an der Fläche der Trägerplatte beträgt 51.26%. Das Verhältnis der Anteile der Flächen der schallabgewandten zu den schallzugewandten Flächen ist 1:1.77. Bei einer Fläche der Trägerplatte von 1 m<2>beträgt die Anzahl der Löcher 10'204.
[0047] Vorzugsweise ist das Verhältnis der Summe der Flächen der schallzugewandten Öffnungen und der Summe der Flächen der schallabgewandten Öffnungen der Trägerplatte x:1, wobei x vorzugsweise zwischen 1.1 und 2.5, weiter vorzugsweise zwischen 1.4 und 2.2 liegt, weiter vorzugsweise 1.77 oder weiter vorzugsweise 2 ist.
[0048] In einer Ausführungsform weist mindestens eine Kante des schallabsorbierenden Elements ein erstes Anschlusselement und mindestens eine weitere Kante des Elements ein zweites Anschlusselement auf, so dass das Element mit einem weiteren Element über das erste und das zweite Anschlusselement verbindbar ist. Das erste Anschlusselement kann ein Kamm und das zweite Anschlusselement eine Nut sein, so dass das Element mit einem weiteren Element durch eine Kamm-NutVerbindung verbindbar ist. Optional können die Anschlusselemente als Klickverschlusselemente ausgebildet sein, so dass die schallabsorbierenden Elemente durch einen Klickverschlussmechanismus miteinander verbindbar sind. Dies hat den Vorteil, dass das schallabsorbierende Element ein modulares Element sein kann, welches je nach Bedarf z.B. zu einer Verkleidung einer Wand zusammengesetzt werden kann, ohne die Elemente gross zuschneiden zu müssen. Die Kamm-Nut-Verbindung oder der Klickverschlussmechanismus bieten ausserdem den Vorteil, dass die schallabsorbierenden Elemente auf eine einfache und schnelle Weise montiert werden können. Vorzugsweise sind die Anschlusselemente so ausgebildet, dass die Fugen zwischen den schallabsorbierenden Elementen auf einem genügenden Abstand, z.B. grösser als 2 m, für das Auge unerkennbar sind. Dies hat den Vorteil, dass ab einem genügenden Abstand eine Verkleidung mit den schallabsorbierenden Elementen optisch fugenlos erscheinen kann.
[0049] In einer Ausführungsform umfasst die Stabilisationsschicht ein Furnierholz.
[0050] Alternativ oder in Ergänzung umfasst die Stabilisationsschicht ein Kunstharz.
[0051] Alternativ oder in Ergänzung umfasst die Stabilisationsschicht einen Lack.
[0052] Alternativ oder in Ergänzung umfasst die Stabilisationsschicht ein Laminat. Das Laminat kann ein Continuous Pressure Laminate (CPL) sein.
[0053] Solche Materialien bieten den Vorteil, dass damit die Stabilisationsschicht optisch ansprechend ausgestaltet werden kann.
[0054] Vorzugsweise weisen die Mikroperforation bildenden Löcher einen Durchmesser zwischen 250 µm und 550 µm, weiter vorzugsweise 300 µm oder vorzugsweise 500 µm, auf. Diese Dimensionierung bietet den Vorteil, dass die Mikroperforation bildenden Löcher sowohl akustisch aktiv sind als auch genügend klein, dass sie auf einem genügenden Abstand, z.B. grösser als 50-60 cm, für das Auge unerkennbar sind und somit eine optisch ansprechende Fläche bilden können.
[0055] In einer Ausführungsform besteht die Trägerplatte aus Pressspan.
[0056] In einer Ausführungsform besteht die Trägerplatte aus Gipsfaser.
[0057] Diese Materialien haben den Vorteil, dass sie einfach zu bearbeiten und kostengünstig sind.
[0058] In einer Ausführungsform besteht die Trägerplatte aus Holzfasern. Zum Beispiel kann die Trägerplatte als mitteldichte Faserplatte (MDF) oder als hochdichte Faserplatte (HDF) ausgestaltet sein.
[0059] Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines schallabsorbierenden Elements gemäss der vorliegenden Offenbarung, dadurch gekennzeichnet, dass die schallabgewandten und schallzugewandten Öffnungen und die Kanäle jeweils in einem Schritt von der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte her generiert werden.
[0060] Dies bietet den Vorteil, dass das Herstellungsverfahren vereinfacht werden kann und die Herstellungskosten reduziert werden können.
[0061] In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens werden die schallabgewandten und schallzugewandten Öffnungen und die Kanäle durch eine Fräsmaschine in die Trägerplatte eingefräst, wobei die innere Fräsform der Kanäle zumindest teilweise dem Fräsblatt entspricht und die Öffnungen und Kanäle durch eine konsekutive Auf-/Ab- und/oder Längsbewegung des Fräsblatts und/oder des schallabsorbierenden Elements gefräst werden.
[0062] Ein beispielhaftes Verfahren mit einer Fräsmaschine zur Herstellung eines schallabsorbierenden Elements ist folgend dargestellt: Auf einer Welle oder mehreren voneinander beabstandeten Wellen einer Fräsmaschine sind jeweils Fräsblätter angeordnet. Die zu bearbeitende Trägerplatte wird in Vorschubrichtung, an der Welle oder den Wellen vorbeigeführt, die rechtwinklig zur Vorschubrichtung stehen und parallel zur Oberfläche der Trägerplatte ausgerichtet sind. Die Trägerplatte wird mittels einer nicht dargestellten Vorschubeinrichtung in den Bereich der Welle/n bzw. der Fräsblätter gebracht. Diese befinden sich in einer abgestellten Position. Diese können dann zugestellt werden, wodurch die Öffnungen der Trägerplatte ausgefräst werden. Danach werden diese wieder in die abgestellte Position gebracht und die Trägerplatte wird um einen Schritt vorgeschoben. Durch Wiederholung dieses Vorgangs kann die ganze Trägerplatte mit Öffnungen versehen werden.
[0063] Optional können die Fräsblätter bei einem Verfahren mit einer Fräsmaschine mit einer Welle im doppelten Abstand des Abstandes der schlitzförmigen Öffnungen der Trägerplatte angeordnet sein. Die Öffnungen können dann mit den Fräsblättern dieser einen Welle zueinander versetzt gefräst werden.
[0064] In Ausführungsformen mit Kanälen mit kreisförmigen Querschnitten werden die schallabgewandten und schallzugewandten Öffnungen und die Kanäle vorzugsweise gebohrt. Vorzugsweise werden die Senkungen im gleichen Schritt wie die Kanäle generiert.
LISTE DER FIGUREN
[0065] Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figuren und der dazugehörigen Beschreibungen näher erläutert. Es zeigen:
<tb>Fig. 1<SEP>eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines schallabsorbierenden Elements von der schallzugewandten Seite her;
<tb>Fig. 2<SEP>eine perspektivische Ansicht des schallabsorbierenden Elements aus Fig. 1 von der schallabgewandten Seite her;
<tb>Fig. 3<SEP>eine Schnittdarstellung des schallabsorbierenden Elements entlang der Schnittlinie A-A in Fig. 1;
<tb>Fig. 4<SEP>eine Schnittdarstellung des schallabsorbierenden Elements entlang der Schnittlinie B-B in Fig. 1;
<tb>Fig. 5<SEP>eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines schallabsorbierenden Elements von der schallzugewandten Seite her;
<tb>Fig. 6<SEP>eine Darstellung einer Anordnung von schallzugewandten und schallabgewandten Öffnungen einer weiteren Ausführungsform der Trägerplatte von der schallzugewandten Seite her;
<tb>Fig. 7<SEP>eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines schallabsorbierenden Elements von der schallzugewandten Seite her.
BESCHREIBUNG EXEMPLARISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
[0066] Um die Erfindung zu veranschaulichen, werden bevorzugte Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren näher beschrieben.
[0067] Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines schallabsorbierenden Elements 1 von der schallzugewandten Seite her mit Sicht auf die schallzugewandte Oberfläche der Trägerplatte 12. Das schallabsorbierende Element umfasst eine Stabilisationsschicht 11 und eine Trägerplatte 12. Um die schallzugewandte Oberfläche der Trägerplatte 12 und die schallzugewandten Öffnungen 121 sichtbar darzustellen, ist in der Figur ein Teil der Stabilisationsschicht 11 schematisch ausgeschnitten gezeigt. Die Stabilisationsschicht 11 ist auf der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte 12, z.B. durch Aufkleben, angebracht. Die rückwärtige schallabgewandte Oberfläche ist in der Figur nicht sichtbar. Die Trägerplatte 12 weist schallzugewandte Öffnungen 121 auf der schallzugewandten Oberfläche und schallabgewandte Öffnungen 122 auf der schallabgewandten Oberfläche auf, welche durch Kanäle 123 kommunizierend verbunden sind. Die Fläche der schallzugewandten Öffnungen 121 ist grösser als die Fläche der schallabgewandten Öffnungen 122, so dass in der gezeigten perspektivischen Ansicht von der schallzugewandten Seite her die Seitenwände 1231 der Kanäle 123 sichtbar sind. Die Stabilisationsschicht 11 weist eine Mikroperforation bildende Löcher 111 auf. Ein Anteil der Löcher 111 ist mit den schallzugewandten Öffnungen 121 kommunizierend verbunden. Das gezeigte schallabsorbierende Element 1 ist auf der schallabgewandten Oberfläche offen gestaltet, d.h. auf die schallabgewandte Oberfläche der Trägerplatte 12 ist keine zusätzliche Schicht angebracht. Bei einer Verkleidung einer Wand mit dem gezeigten schallabsorbierenden Element 1 schliesst die Wand die schallabgewandten Öffnung 122, so dass durch die Wand, die schallabgewandte Öffnung 122, den Kanal 123, die schallzugewandte Öffnung 121 und der Löcher 111 Helmholtz-Resonatoren und Mikroabsorber gebildet werden. Die schallzugewandten Öffnungen 121 sind zueinander versetzt angeordnet, was sich günstig auf die mechanische Stabilität der Trägerplatte 12 auswirkt. Die Stabilisationsschicht 11 ist besteht z.B. aus Furnierholz. Die Trägerplatte 12 ist z.B. eine Gipsfaserplatte. Die schallzugewandten und schallabgewandten Öffnungen 121, 122 sowie die Kanäle 123 sind mit Hilfe einer Fräsmaschine in die Trägerplatte 12 gefräst.
[0068] Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des schallabsorbierenden Elements 1 aus Fig. 1 von der schallabgewandten Seite her, mit Sicht auf die schallabgewandte Oberfläche der Trägerplatte 12. In dieser Ansicht sind die schallabgewandten Öffnungen 122 gut sichtbar. Die schallzugewandten Öffnungen 121 werden durch die Stabilisationsschicht 11 abgedeckt, wobei die Mikroperforation bildenden Löcher in dieser Figur nicht gezeigt sind. Eine Längskante des schallabsorbierenden Elements 1 ist derart geschnitten gezeigt, dass die teilkreissegmentförmigen Kanäle 123 sichtbar sind. Die schallzugewandten Öffnungen 121 sind mit den schallabgewandten Öffnungen 122 durch die Kanäle 123 kommunizierend verbunden, wobei durch die Teilkreissegmentform der Kanäle 123 erreicht wird, dass die Fläche der schallzugewandten Öffnungen 121 grösser als die Fläche der schallabgewandten Öffnungen 122 ist.
[0069] Figur 3 zeigt eine Schnittdarstellung des schallabsorbierenden Elements 1 entlang der Schnittlinie A-A in Fig. 1. In der gezeigten Richtung verlaufen die Seiten der Kanäle 123 senkrecht zur Trägerplatte 12 und verbinden kommunizierend die schallzugewandten Öffnungen 121 mit den schallabgewandten Öffnungen 122. Die Stabilisationsschicht 11 ist in der Figur der Einfachheit halber nicht gezeigt. Aufgrund der teilkreissegmentförmigen Kanäle 123, welche versetzt angeordnet sind, ist in dieser Schnittdarstellung jeder zweite Kanal 123 durch die Trägerplatte 12 durchgehend dargestellt.
[0070] Figur 4 zeigt eine Schnittdarstellung des schallabsorbierenden Elements 1 entlang der Schnittlinie B-B in Fig. 1. In der gezeigten Richtung ist ersichtlich, dass die Kanäle 123 teilkreissegmentförmig ausgebildet sind. Die Teilkreissegmente entsprechen den Formen der Fräsblätter der Fräsmaschine, welche beim Fräsen derart in die Trägerplatte 12 eintauchen, dass die gezeigten Kanäle 123 mit den schallzugewandten und schallabgewandten Öffnungen 121, 122 aus der Trägerplatte 12 ausgefräst werden. Weiter ist ersichtlich, dass durch die gezeigte Form der Kanäle 123, welche die schallzugewandten und schallabgewandten Öffnungen 121, 122 kommunizierend verbinden, die Konfiguration ermöglicht wird, bei der die Fläche der schallzugewandten Öffnungen 121 grösser als die Fläche der schallabgewandten Öffnungen 122 ist.
[0071] Figur 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines schallabsorbierenden Elements 1' von der schallzugewandten Seite her. Das schallabsorbierende Element 1' umfasst eine Stabilisationsschicht 11' und eine Trägerplatte 12'. Um die schallzugewandte Oberfläche der Trägerplatte 12' und die schallzugewandten Öffnungen 121' sichtbar darzustellen, ist in der Figur ein Teil der Stabilisationsschicht 11' schematisch ausgeschnitten gezeigt. Die Stabilisationsschicht 11' ist auf der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte 12', z.B. durch Aufkleben, angebracht. Die Trägerplatte 12' weist schallzugewandte Öffnungen 121' auf der schallzugewandten Oberfläche und schallabgewandte Öffnungen 122' auf der schallabgewandten Oberfläche auf, welche durch Kanäle 123' kommunizierend verbunden sind. Die Kanäle 123' sind als Bohrungen mit kreisförmigen Querschnitten und einem entlang der Kanäle 123' sich verjüngenden Durchmesser ausgebildet. Die sich verjüngenden Durchmesser entlang der Kanäle 123' werden durch Senkungen 124' erreicht, welche von den schallzugewandten Öffnungen 121' ausgehen und in zylinderförmige Abschnitte der Kanäle 123' münden. Um die Kanäle 123' und die schallabgewandten Öffnungen 122' besser darzustellen, ist die Trägerplatte 12' an einer Ecke geschnitten dargestellt, so dass zwei Kanäle 123' in Richtung entlang der Kanäle 123' geschnitten dargestellt sind. In der gezeigten Ausführungsform sind die Senkungen 124' als Kegelsenkungen ausgebildet. Um in der Figur die Senkungen 124' besser darzustellen, ist die Trägerplatte 12' teilweise auf der Höhe der Senkungen 124' abgestuft ausgeschnitten gezeigt. Die Senkungen 124' führen dazu, dass die Flächen der schallzugewandten Öffnungen 121' jeweils grösser als die Flächen der schallabgewandten Öffnungen 122' sind, Die Stabilisationsschicht 11' weist eine Mikroperforation bildende Löcher 111' auf. Ein Anteil der Löcher 111' ist mit den schallzugewandten Öffnungen 121' kommunizierend verbunden. Das gezeigte schallabsorbierende Element 1' ist auf der schallabgewandten Oberfläche offen gezeigt, d.h. auf die schallabgewandte Oberfläche der Trägerplatte 12' ist keine zusätzliche Schicht angebracht. Bei einer Verkleidung einer Wand mit dem gezeigten schallabsorbierenden Element 1' schliesst die Wand die schallabgewandten Öffnungen 122', so dass durch die Wand, die schallabgewandte Öffnung 122', den Kanal 123', die schallzugewandte Öffnung 121' und der Löcher 111' Helmholtz-Resonatoren und Mikroabsorber gebildet werden. Die schallzugewandten Öffnungen 121', die Kanäle 123' und die schallabgewandten Öffnungen 122' sind über die Trägerplatte 12' hinweg in einem regelmässigen unversetzten Raster angeordnet, d.h. aufeinander folgende schallzugewandte Öffnungen 121' oder schallabgewandte Öffnungen 122' liegen jeweils auf der gleichen Querachse bzw. Längsachse der Trägerplatte 12'.
[0072] Figur 6 zeigt eine Darstellung einer Anordnung von schallzugewandten Öffnungen 121" und schallabgewandten Öffnungen 122" sowie Kanälen 123" einer weiteren Ausführungsform der Trägerplatte von der schallzugewandten Seite her. Die schallzugewandten Öffnungen 121" und die schallabgewandten Öffnungen 122" sind durch Kanäle 123" kommunizierend verbunden. Von den schallzugewandten Öffnungen 121" gehen Senkungen 124" aus, welche jeweils in zylinderförmige Abschnitte der Kanäle 123" münden. Die schallzugewandten Öffnungen 121" sind mit einem Durchmesser d kreisförmig ausgebildet. Die schallabgewandten Öffnungen 122" sowie die Kanäle 123" sind mit einem Durchmesser d' kreisförmig ausgebildet. Aufgrund der Senkungen 124" wird erreicht, dass d > d' ist und daher die Flächen der schallzugewandten Öffnungen 121" jeweils grösser als die Flächen der schallabgewandten Öffnungen 122" sind. Die schallzugewandten Öffnungen 121" und mit ihnen die Kanäle 123" sowie die schallabgewandten Öffnungen 122" sind zueinander versetzt in einem Raster angeordnet. Entlang der Querrichtung x der Trägerplatte sind jeweils eine Reihe von schallzugewandten Öffnungen 121" in Abständen a zueinander angeordnet, wobei jeweils zwischen zwei schallzugewandten Öffnungen 121", welche in x-Richtung im Abstand a zueinander angeordnet sind, eine weitere schallzugewandte Öffnung 121" um a'/2 in Längsrichtung y der Trägerplatte versetzt angeordnet ist. Entlang der Längsrichtung y sind die schallzugewandten Öffnungen 121" im Abstand a' zueinander angeordnet. Bei der gezeigten Ausführungsform ist a=a'.
[0073] Figur 7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines schallabsorbierenden Elements 1"' von der schallzugewandten Seite her. Das schallabsorbierende Element 1'" umfasst eine Stabilisationsschicht 11'" und eine Trägerplatte 12"'. Um die schallzugewandte Oberfläche der Trägerplatte 12"' und die schallzugewandten Öffnungen 121'" sichtbar darzustellen, ist in der Figur ein Teil der Stabilisationsschicht 11'" schematisch ausgeschnitten gezeigt. Die Stabilisationsschicht 11"' ist auf der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte 12"', z.B. durch Aufkleben, angebracht. Die Trägerplatte 12'" weist schallzugewandte Öffnungen 121"' auf der schallzugewandten Oberfläche und schallabgewandte Öffnungen 122'" auf der schallabgewandten Oberfläche auf, welche durch Kanäle 123'" kommunizierend verbunden sind. Die Kanäle 123"' sind als Stufenbohrungen 124'" mit kreisförmigen Querschnitten und einem entlang der Kanäle 123'" sich verjüngenden Durchmesser ausgebildet. Die sich verjüngenden Durchmesser entlang der Kanäle 123"' werden durch die Stufenbohrungen 124'" erreicht, welche die Kanäle jeweils in zwei zylinderförmige Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern aufteilen, wobei der zylinderförmige Abschnitt, der in die schallzugewandten Öffnungen 121'" mündet, einen grösseren Durchmesser aufweist als der zylinderförmige Abschnitt, der in die schallabgewandten Öffnungen 122" mündet. Um die Kanäle 123'" und die schallabgewandten Öffnungen 122"' besser darzustellen, ist die Trägerplatte 12"' an einer Ecke geschnitten dargestellt, so dass zwei Kanäle 123"' in Richtung entlang der Kanäle 123'" geschnitten dargestellt sind. Um in der Figur die Stufenbohrung 124'" besser darzustellen, ist die Trägerplatte 12"' teilweise abgestuft ausgeschnitten gezeigt. Die Stufenbohrungen 124'" führen dazu, dass die Flächen der schallzugewandten Öffnungen 121'" jeweils grösser als die Flächen der schallabgewandten Öffnungen 122'" sind, Die Stabilisationsschicht 11 "' weist eine Mikroperforation bildende Löcher 111"' auf. Ein Anteil der Löcher 111 '" ist mit den schallzugewandten Öffnungen 121'" kommunizierend verbunden.
Claims (21)
1. Schallabsorbierendes Element (1, 1', 1'''), umfassend eine Trägerplatte (12, 12', 12"') mit einer schallzugewandten und einer schallabgewandten Oberfläche, und eine an der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte (12, 12', 12"') angeordnete Stabilisationsschicht (11, 11', 11"') mit eine Mikroperforation bildenden Löchern (111, 111', 111'''), wobei die Trägerplatte (12, 12', 12"') schallzugewandte Öffnungen (121, 121', 121", 121'") auf der schallzugewandten Oberfläche und schallabgewandte Öffnungen (122, 122', 122", 122"') auf der schallabgewandten Oberfläche aufweist, wobei die schallzugewandten und schallabgewandten Öffnungen (121, 121', 121", 121'"; 122, 122', 122", 122"') kommunizierend über Kanäle (123, 123', 123", 123'") in Verbindung stehen, wobei die Mehrzahl der Flächen der schallzugewandten Öffnungen (121, 121', 121", 121'") grösser als die Flächen der schallabgewandten Öffnungen (122, 122', 122", 122"') ist, und wobei ein Anteil der die Mikroperforation bildenden Löcher (111, 111', 111"') mit einer Mehrzahl der schallzugewandten Öffnungen (121, 121', 121", 121'" zur akustisch aktiven Wirkung, insbesondere zur Bildung von Helmholtz-Resonatoren und Mikroabsorbern, kommunizierend verbunden ist.
2. Schallabsorbierendes Element (1, 1', 1'") nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (123, 123', 123", 123"') senkrecht zur Trägerplatte (12, 12', 12"') axialsymmetrisch, vorzugsweise kegelstumpfförmig, oder ebenensymmetrisch, vorzugsweise pyramidenstumpfförmig, ausgebildet sind.
3. Schallabsorbierendes Element (1', 1"') nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (123'. 123", 123'") kreisförmige Querschnitte mit einem entlang den Kanälen (123', 123", 123"') sich verjüngenden Durchmesser (d, d') aufweisen.
4. Schallabsorbierendes Element (1', 1"') nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die schallzugewandten Öffnungen (121', 121", 121'") Durchmesser zwischen 6 mm und 10 mm, vorzugsweise zwischen 7 mm und 9 mm, besonders bevorzugt von 8 mm aufweisen.
5. Schallabsorbierendes Element (1) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schallzugewandten und schallabgewandten Öffnungen (121; 122) schlitzförmig ausgebildet sind und die Kanäle (123) senkrecht zur Trägerplatte (12) ebenensymmetrisch, vorzugsweise teilkreissegmentförmig ausgebildet sind.
6. Schallabsorbierendes Element (1) nach Patentanspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die schallabgewandten Öffnungen (122) eine Länge zwischen 40 mm und 70 mm, vorzugsweise 60 mm, weiter vorzugsweise 50 mm, und eine Breite zwischen 2 mm und 4.5 mm, vorzugsweise zwischen 2.5 mm und 4.5 mm, weiter vorzugsweise 3 mm, weiter vorzugsweise 4 mm, aufweisen.
7. Schallabsorbierendes Element (1', 1''') nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (123', 123", 123"') Senkungen (124, 124"), vorzugsweise Kegelsenkungen, weiter vorzugsweise Plansenkungen, aufweisen oder als Stufenbohrungen (124"') ausgebildet sind.
8. Schallabsorbierendes Element (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (123, 123") zueinander versetzt angeordnet sind
9. Schallabsorbierendes Element nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der schallabgewandten Oberfläche der Trägerplatte eine Vliesschicht und/oder eine Mineralfaserwolleschicht angeordnet ist.
10. Schallabsorbierendes Element (1, 1', 1"') nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroperforation bildenden Löcher (111, 111', 111"') zwischen 2.1% und 6.6%, vorzugsweise 2.5%, 3%, 4,5% oder 6%, der Fläche der Stabilisationsschicht (11, 11', 11"') einnehmen.
11. Schallabsorbierendes Element (1, 1', 1"') nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schallabgewandten Öffnungen (122, 122', 122", 122"') zwischen 10% und 20%, vorzugsweise zwischen 10% und 15%, weiter vorzugsweise 12% oder 14%, der Fläche der Trägerplatte (12, 12', 12"') einnehmen.
12. Schallabsorbierendes Element (1, 1', 1"') nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schallzugewandten Öffnungen (121, 121', 121", 121"') zwischen 20% und 30%, vorzugsweise 25% oder 28.5%, der Fläche der Trägerplatte (12, 12', 12"') einnehmen.
13. Schallabsorbierendes Element (1, 1', 1"') nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die schallabgewandten Öffnungen (122, 122'. 122", 122'") zwischen 20% und 50%, vorzugsweise zwischen 23% und 47%, weiter vorzugsweise zwischen 26% und 32% der Fläche der Trägerplatte (12, 12', 12''') einnehmen.
14. Schallabsorbierendes Element (1, 1', 1"') nach einem der Patentansprüche 1 bis 10 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die schallzugewandten Öffnungen (121, 121', 121", 121'") zwischen 30% und 60%, vorzugsweise zwischen 40% und 55%, weiter vorzugsweise zwischen 46% und 53% der Fläche der Trägerplatte (12, 12', 12"') einnehmen.
15. Schallabsorbierendes Element (1, 1', 1"') nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Summe der Flächen der schallzugewandten Öffnungen (121, 121', 121", 121"') und der Summe der Flächen der schallabgewandten Öffnungen (122, 122', 122", 122"') der Trägerplatte (12, 12', 12"') x:1 ist, wobei x zwischen 1.1 und 2.5, vorzugsweise zwischen 1.4 und 2.2 liegt, weiter vorzugsweise 1.77 oder weiter vorzugsweise 2 ist.
16. Schallabsorbierendes Element nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Kante des schallabsorbierenden Elements ein erstes Anschlusselement und mindestens eine weitere Kante des Elements ein zweites Anschlusselement aufweist, so dass das Element mit einem weiteren Element über das erste und das zweite Anschlusselement verbindbar ist.
17. Schallabsorbierendes Element (1, 1', 1"') nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisationsschicht (11, 11', 11"') ein Furnierholz und/oder Kunstharz und/oder Lack und/oder ein Laminat, vorzugsweise ein Continuous Pressure Laminate, d. h. CPL, umfasst.
18. Schallabsorbierendes Element (1, 1', 1"') nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroperforation bildenden Löcher (111, 11 1', 111'") einen Durchmesser zwischen 250 µm und 550 µm, vorzugsweise 300 µm, weiter vorzugsweise 500 µm, aufweisen.
19. Schallabsorbierendes Element (1, 1', 1'") nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (12, 12', 12''') aus Pressspan oder Gipsfaser oder Holzfasern, vorzugsweise eine mitteldichte Faserplatte, d. h. MDF, oder eine hochdichte Faserplatte, d. h. HDF, bildend, besteht.
20. Verfahren zum Herstellen eines schallabsorbierenden Elements (1, 1', 1"') nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schallabgewandten und schallzugewandten Öffnungen (121, 121', 121", 121"'; 122, 122', 122", 122'") und die Kanäle (123, 123', 123", 123'") jeweils in einem Schritt von der schallzugewandten Oberfläche der Trägerplatte (12, 12', 12''') her generiert werden.
21. Verfahren nach Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die schallabgewandten und schallzugewandten Öffnungen (121, 122) und die Kanäle (123) durch eine Fräsmaschine in die Trägerplatte eingefräst werden, wobei die innere Fräsform der Kanäle (123) zumindest teilweise dem Fräsblatt entspricht und die Öffnungen (121, 122) und Kanäle (123) durch eine konsekutive Auf-/Ab- und/oder Längsbewegung des Fräsblatts und/oder des schallabsorbierenden Elements (1) gefräst werden.
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