DE102007060668A1 - Sandwich panel for sound absorption - Google Patents

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Benjamin Grenzing
Christian Thomas
Thomas Gerner
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Airbus Operations GmbH
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sandwichpaneel (10) zur Schallabsorption, mit einer Kernschicht (16), die eine Vielzahl von Zellen (18) aufweist, die sich über die Dicke der Kernschicht (16) durchgehend offen erstrecken und die voneinander durch Zellwände (20) getrennt sind, und mit einer ersten Deckschicht (12), die dem Schallfeld abgewandt ist, sowie einer zweiten Deckschicht (14), die dem Schallfeld zugewandt ist und mit einer Vielzahl von Löchern (22) perforiert ist. Um ein Sandwichpaneel für den Einsatz in Flugzeugen mit verbesserten Schallabsorptionseigenschaften zur Verfügung zu stellen, das gleichzeitig den optischen Anforderungen an Verkleidungselemente gerecht wird, ist die zweite Deckschicht (14) mehrlagig und weist neben einer Lage (24) mit der Perforation (22) auch eine als Strömungswiderstand wirkende zweite Lage (26) auf. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Lage (26) außen angeordnet und verschließt die Perforation (22) optisch.The present invention relates to a sandwich panel (10) for sound absorption, comprising a core layer (16) having a plurality of cells (18) extending throughout the thickness of the core layer (16), open through cell walls (20). are separated, and with a first cover layer (12) facing away from the sound field, and a second cover layer (14), which faces the sound field and is perforated with a plurality of holes (22). In order to provide a sandwich panel for use in aircraft with improved sound absorption properties, which at the same time meets the optical requirements for cladding elements, the second cover layer (14) is multi-layered and also has a layer (24) with the perforation (22) acting as a flow resistance second layer (26). In a particularly preferred embodiment, the second layer (26) is arranged on the outside and closes the perforation (22) optically.

Description

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Sandwichpaneel zur Schallabsorption, mit einer Kernschicht, die eine Vielzahl von Zellen aufweist, die sich über die Dicke der Kernschicht durchgehend offen erstrecken und die voneinander durch Zellwände getrennt sind, und mit einer ersten Deckschicht, die dem Schallfeld abgewandt ist, sowie einer zweiten Deckschicht, die dem Schallfeld zugewandt ist und mit einer Vielzahl von Löchern perforiert ist. Die Erfindung betrifft insbesondere auch eine Vorrichtung zur Schallabsorption in einer Flugzeugkabine.The The present invention relates to a sandwich panel for sound absorption, with a core layer having a plurality of cells, the extend continuously open across the thickness of the core layer and which are separated from each other by cell walls, and with a first cover layer facing away from the sound field, and a second cover layer facing the sound field and perforated with a variety of holes. The invention in particular also relates to a device for sound absorption in an aircraft cabin.

Der Schalldruckpegel in einem Raum, wie zum Beispiel einer Flugzeugkabine, ist unter anderem davon abhängig, wie hoch die Luftschallabsorption im Raum ist. Je höher die Absorption der Wände oder der im Raum befindlichen Gegenstände ist, desto niedriger ist der Schalldruckpegel und damit die Lärmbelastung in dem Raum. Sandwichpaneele der eingangs genannten Art werden in Räumen eingesetzt, um die akustischen Eigenschaften des Raums zu verbessern, indem z. B. in Flugzeugkabinen der als störend empfundene Schall mittels der Paneele absorbiert wird. Mit den gestiegenen Komfortansprüchen an Räume im allgemeinen gehen auch zunehmende Ansprüche an die Aufenthaltsqualität in Flugzeugen einher, da unter anderem auch an die Raumakustik während des Flugbetriebs hohe Anforderungen gestellt werden. Für diesen Zweck ist es wünschenswert, im Innenraum von Flugzeugkabinen Sandwichpaneele zur Schallabsorption einzusetzen, um die Geräuschbelastung im Kabineninneren zu reduzieren. Bei den zu bedämpfenden Geräuschen handelt es sich beispielsweise um die von den Triebwerken erzeugten Geräusche und auch um die durch mechanische Lüftungsanlagen hervorgerufenen Geräusche sowie nicht zuletzt auch um die von den Flugzeuginsassen selbst erzeugten Geräusche. Als eine Möglichkeit, die Absorption in der Flugzeugkabine zu erhöhen, gilt die Verwendung von schallabsorbierenden Sandwichpaneelen, bei denen zumindest die Deckschicht, die dem anregenden Schallfeld zugewandt ist, akustisch transparent ausgeführt ist. Aus der EP 0 747 547 B1 ist eine Akustikplatte bekannt, bei der eine Kernschicht mit einer Wabenstruktur zwischen zwei Deckschichten angeordnet ist, wobei beide Deckschichten mehrlagig aufgebaut sind und die obere Deckschicht perforiert ist. Ferner ist in der DE 198 04 718 A1 ein Sandwichelement gezeigt, bei dem ein wabenförmiger Kern zwischen zwei Decklagen angeordnet ist. Die dem Schall abgewandte Decklage besteht aus einer geschlossenen Faserverbundschicht. Die vordere Decklage weist ein Faserverbundnetz auf, das mit einer flexiblen Folie abgedeckt ist. In der US 4,671,841 ist ein Akustikelement mit einem wabenförmigen Kern und einer geschlossenen Rückseite offenbart. Auf der Vorderseite ist auf den Wabenkern eine triaxial gewebte Abdeckung geklebt, die auf ihrer Außenseite wiederum mit einer weichen, mikroporösen Schicht bedeckt ist, z. B. einem Edelstahlgewebe. Eine Akustikplatte mit einer geschlossenen Rückseite, einem Wabenkern und einer Abdeckung aus zwei unterschiedlichen Geweben auf der Vorderseite ist auch aus der EP 0 747 285 B1 bekannt. Das äußere Gewebe dient ausschließlich der Dekoration, wohingegen das grobmaschigere Gewebe zwischen dem äußeren Gewebe und dem Wabenkern zur Stabilität der Akustikplatte beiträgt. Schließlich ist aus der DE 200 16 051 U1 eine schallabsorbierende Verbundplatte bekannt, bei der ein Wabenkern zwischen zwei metallischen Deckschichten angeordnet ist, von denen die dem Schall zugewandte Seite mit einer Mikroperforation versehen ist. Diese Verbundplatten sind jedoch für den Einsatz in Flugzeugen viel zu schwer. Ein Nachteil der bekannten schallabsorbierenden Sandwichpaneele mit Wabenkern besteht darin, dass die erreichbare Absorption bei den Gewebelösungen nicht ausreichend ist im Hinblick auf die Höhe und Breite des Absorptionsspektrums. Lochplattenresonatoren, wie sie aus der erwähnten DE 200 16 051 U1 bekannt sind, zeichnen sich zwar insbesondere bei den mikroperforierten Deckschichten durch ein breitbandiges Absorptionsverhalten aus. Nachteilig ist jedoch die aus der Perforation resultierende inhomogene Oberfläche. Diese ist aus gestalterischen Gründen nicht akzeptabel, da die perforierte Oberfläche bei einer Anwendung in der Flugzeugkabine sichtbar wäre. Zur Bedämpfung des Schallfeldes innerhalb der Passagierkabine muss sich die gelochte Oberfläche aber auf der der Kabine zugewandten Seite des Sandwichpaneels befinden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die bekannten Sandwichpaneele den hohen optischen Anforderungen an Verkleidungselementen für Passagierkabinen von Transportmitteln nicht genügen.The sound pressure level in a room, such as an aircraft cabin, depends, among other things, on the airborne sound absorption in the room. The higher the absorption of the walls or the objects in the room, the lower the sound pressure level and thus the noise in the room. Sandwich panels of the type mentioned are used in rooms to improve the acoustic properties of the room by z. B. in aircraft cabins which is perceived as disturbing sound by means of the panels. Increasing demands on the quality of life in aircraft are also associated with the increased demand for comfort in rooms in general, since, among other things, high demands are placed on room acoustics during flight operations. For this purpose, it is desirable to use in the interior of aircraft cabins sandwich panels for sound absorption in order to reduce the noise level in the cabin interior. The noises to be damped are, for example, the noises generated by the engines and also the noises caused by mechanical ventilation systems, and not least also the noises generated by the aircraft occupants themselves. As a way to increase the absorption in the aircraft cabin, the use of sound-absorbing sandwich panels, in which at least the cover layer facing the exciting sound field, is designed to be acoustically transparent applies. From the EP 0 747 547 B1 An acoustic panel is known in which a core layer with a honeycomb structure is arranged between two cover layers, wherein both cover layers are constructed in multiple layers and the upper cover layer is perforated. Furthermore, in the DE 198 04 718 A1 a sandwich member shown in which a honeycomb core is disposed between two cover layers. The soundproof cover layer consists of a closed fiber composite layer. The front cover layer has a fiber composite net, which is covered with a flexible film. In the US 4,671,841 is disclosed an acoustic element with a honeycomb core and a closed back. On the front side, a triaxial woven cover is glued to the honeycomb core, which in turn is covered on its outside with a soft, microporous layer, eg. B. a stainless steel mesh. An acoustic panel with a closed back, a honeycomb core and a cover of two different fabrics on the front is also from the EP 0 747 285 B1 known. The outer fabric is for decoration only, whereas the coarser mesh between the outer fabric and the honeycomb core contributes to the stability of the acoustic panel. Finally, out of the DE 200 16 051 U1 a sound-absorbing composite panel is known in which a honeycomb core is arranged between two metallic cover layers, of which the sound-facing side is provided with a microperforation. However, these composite panels are much too heavy for use in aircraft. A disadvantage of the known honeycomb core sound-absorbing sandwich panels is that the achievable absorption in the tissue solutions is insufficient with respect to the height and width of the absorption spectrum. Perforated plate resonators, as they are from the mentioned DE 200 16 051 U1 Although known in particular in the microperforated cover layers are characterized by a broadband absorption behavior. However, a disadvantage is the inhomogeneous surface resulting from the perforation. This is unacceptable for design reasons as the perforated surface would be visible when used in the aircraft cabin. To dampen the sound field inside the passenger cabin, however, the perforated surface must be located on the side of the sandwich panel facing the cabin. However, it has been found that the known sandwich panels do not meet the high optical requirements for cladding elements for passenger cabins of means of transport.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Sandwichpaneel für den Einsatz in Flugzeugen mit verbesserten Schallabsorptionseigenschaften zur Verfügung zu stellen, das gleichzeitig den optischen Anforderungen an Verkleidungselemente gerecht wird.The The object of the present invention is a sandwich panel for use in aircraft with improved sound absorption properties to provide at the same time the optical Requirements for cladding elements.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Sandwichpaneel der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die zweite Deckschicht mehrlagig ist und neben einer Lage mit der Perforation auch eine als Strömungswiderstand wirkende zweite Lage aufweist.According to the invention the task by a sandwich panel of the type mentioned solved, in which the second cover layer is multi-layered and in addition to a layer with the perforation also as a flow resistance having acting second layer.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass die zweite Lage optische Funktionen übernehmen kann, damit das Paneel eine hohe visuelle Oberflächenqualität aufweist und den geforderten Standards im Flugzeugbau entspricht. Zusätzlich wirkt die Lage als Strömungswiderstand und erhöht bei richtiger Auslegung zusätzlich die Absorptionseigenschaften des Paneels.The advantage of the device according to the invention is that the second layer can perform optical functions so that the panel has a high visual surface quality and meets the required standards in aircraft construction. In addition, the situation acts as Strömungswi Resistant and additionally increases the absorption properties of the panel when properly designed.

Vorzugsweise sind die Zellen der Kernschicht röhren- oder wabenförmig. Die bekannten wabenförmigen Kernstrukturen, die auch als Honeycombs bezeichnet werden, eignen sich ebenso wie röhrenförmigen Zellstrukturen insbesondere deshalb, weil sie ein gutes Verhältnis von Steifigkeit und Gewicht bieten sowie günstig herzustellen sind. Daneben eignen sich für das erfindungsgemäße Paneel selbstverständlich auch andere Kernstrukturen mit parallel verlaufenden Zellwänden. Die Kernstrukturen können aber auch mit divergierenden Zellwänden, d. h. konisch zulaufenden Zellwänden, oder auch mit gewölbten oder gefalteten Zellwänden ausgebildet sein. Prinzipiell eignen sich alle Zellstrukturen, bei denen sich die Zellwände von der einen Deckschicht zur anderen Deckschicht erstrecken.Preferably the cells of the core layer are tubular or honeycomb-shaped. The known honeycomb core structures, also known as Honeycombs are suitable as well as tubular ones Cell structures especially because they have a good relationship offer stiffness and weight as well as cheap to manufacture are. In addition, suitable for the inventive Panel of course also other core structures with parallel extending cell walls. The core structures can but also with diverging cell walls, d. H. conical tapering cell walls, or even with curved or folded cell walls. in principle All cell structures that support the cell walls are suitable extend from one cover layer to the other cover layer.

In einer ersten Ausführungsform ist die zweite Lage auf der Innenseite der Lage mit der Perforation angeordnet, wobei die zweite Lage auf ihrer der Lage mit der Perforation zugewandten Seite wenigstens im Bereich der Perforation eine helle Farbe aufweist. Dadurch nimmt der Passagier die Perforation nicht mehr als schwarze Punkte war. Durch die helle Hinterlegung verschwinden letztere zugunsten einer ruhigen Oberflächengestaltung.In a first embodiment, the second layer is on the Inner side of the layer arranged with the perforation, the second Location on its position facing the perforation side at least has a light color in the area of the perforation. As a result, takes the passenger's perforation was no more than black dots. The light deposit makes the latter disappear in favor of a quiet one Surface design.

In einer besonders bevorzugten alternativen Ausführungsform ist die zweite Lage außen angeordnet und verschließt die Perforation optisch. Dadurch definiert die äußere Lage das optische Erscheinungsbild und die Perforation der Lochplatte ist nicht zu sehen. Die äußere Lage wirkt als Strömungswiderstand vor dem perforierten Absorber und erhöht bei richtiger Auslegung zusätzlich dessen Absorptionseigenschaften.In a particularly preferred alternative embodiment the second layer is arranged outside and closes the perforation optically. This defines the outer Location the visual appearance and perforation of the perforated plate is not visible. The outer layer acts as Flow resistance in front of the perforated absorber and increases in proper design additionally its absorption properties.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform besteht die äußere Lage aus einem luftdurchlässigen Gewebe. Dadurch ist das erfindungsgemäße Sandwichpaneel in der Lage, hochwertige Oberflächen zur Verfügung zu stellen. Die Luftdurchlässigkeit erlaubt eine optimale Wirkung des dahinter angeordneten Resonators bzw. Absorbers. Die Verwendung von Gewebe bietet den Vorteil, dass Lagen mit unterschiedlichen Strömungswiderstände leichter verfügbar sind, d. h. eine Anpassung der Absorptionseigenschaften ist einfach und kostengünstig möglich. Selbstverständlich kann das Paneel für den Einsatz an besonders beanspruchten Flächen, wie zum Beispiel im Tür- oder Gangbereich, abwaschbar sein. Dazu ist dann das Gewebe entsprechend auszurüsten, bzw. ein entsprechendes abwaschbares Gewebe vorzusehen.In a further preferred embodiment is the outer Layer of air-permeable fabric. That's it Sandwich panel according to the invention capable of high quality To provide surfaces. The air permeability allows an optimal effect of the resonator arranged behind it or absorber. The use of tissue offers the advantage that Layers with different flow resistance more readily available are, d. H. An adaptation of the absorption properties is easy and cost-effective possible. Of course Can the panel for use on particularly stressed Surfaces, such as in the door or aisle area, be washable. For this purpose, the tissue must be equipped accordingly or to provide a corresponding washable tissue.

Vorzugsweise weist die Deckschichtperforation einen Lochabstand auf, der kleiner als die Schlüsselweite der wabenförmigen Kernstruktur ist, so dass zu jedem Wabenvolumen mindestens eine, bevorzugt mehrere Perforationsöffnungen zur Verfügung stehen.Preferably The cover layer perforation has a hole spacing that is smaller as the wrench size of the honeycomb core structure is, so that for each honeycomb volume at least one, preferably several Perforation openings are available.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die perforierte Lage mehrschichtig aufgebaut und weist eine die Festigkeit bestimmende erste Schicht und eine perforierte Folie als zweite Schicht auf. Dies bedeutet zum einen eine präzisere und einfachere Herstellung der Perforation, da diese in einer (dünneren) Folie wesentlich einfacher anzubringen ist, als in einer (dickeren) Tragschicht. Zum anderen bewirkt die dünnere Folie bei gleichzeitig kleinem Perforationsdurchmesser auch ein kleineres Luftvolumen innerhalb der Öffnung, d. h. die Masse des Luftpfropfs im Bereich der Perforationsöffnung ist kleiner, was generell der Auslegungsregel bei kleinen Bautiefen nach Wahl einer kleinen akustischen Masse entspricht. Eine Folie eignet sich insbesondere für mikroperforierte Deckschichten, bei denen es sich um gelochte Oberflächen mit Lochdurchmessern kleiner 1 mm und einem Lochflächenanteil kleiner 1% handelt. Diese Oberflächen absorbieren je nach Gestaltung der Löcher in Verbindung mit dem Volumen hinter der Oberfläche in verschiedenen Frequenzbereichen durch einen Resonanzeffekt und die der Perforation inhärente Dämpfung den auftreffenden Schall. Die auch Mikroperforation genannte Ausführung bietet ein verhältnismäßig breitbandiges Absorptionsspektrum, was sich für den Einsatz in Flugzeugen besonders eignet, da die hier zu bedämpfenden Geräusche eine große spektrale Frequenzverteilung aufweisen können. Die Mikroperforation ist auch insofern für die Flugzeuganwendung geeignet, als sie weder Platz noch zusätzliches Gewicht benötigt. Ein weiterer Vorteil ist auch in der Verwendungsmöglichkeit vorperforierter Halbzeuge zu sehen.In In a particularly preferred embodiment, the perforated Layer multi-layered and has a strength-determining first Layer and a perforated film as a second layer. This on the one hand means a more precise and simpler production the perforation, as these essential in a (thinner) film easier to install than in a (thicker) base course. On the other hand, the thinner foil at the same time small Perforation diameter also a smaller volume of air inside the opening, d. H. the mass of the air plug in the area the perforation opening is smaller, which is generally the design rule with small depths of your choice of a small acoustic mass equivalent. A film is particularly suitable for microperforated Cover layers, which are perforated surfaces with hole diameters smaller than 1 mm and a hole area proportion less than 1%. These surfaces absorb depending on Design of the holes in connection with the volume behind the surface in different frequency ranges a resonance effect and that of the perforation inherent Damping the incident sound. The also microperforation called execution offers a relative broadband absorption spectrum, which is suitable for use particularly suitable in aircraft, since the here to be damped Noise a large spectral frequency distribution can have. The microperforation is also so far suitable for aircraft application, as they have no space still needed additional weight. Another Advantage is also vorperforierter in the possible use To see semi-finished products.

Vorzugsweise ist die erste Schicht ein Gitterprepreg, wie es im Flugzeugkabinenbau üblicherweise verwendet wird, um die Konstruktion mit einem möglichst geringen Gewicht ausführen zu können.Preferably The first layer is a lattice prepreg, as is common in aircraft cabin construction is used to design with one as possible low weight to perform.

Weiter bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Hohlräume der Kernschicht unterschiedlich hoch sind, um durch unterschiedliche Volumina unterschiedliche Resonatoren, d. h. unterschiedlich absorbierend wirkende Bereiche, ausbilden zu können.Further preferred is an embodiment in which the cavities the core layer are of different heights, due to different Volumes of different resonators, d. H. absorbing differently acting areas to be able to train.

Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die erste Deckschicht geschlossen ausgebildet ist. Dadurch können die erfindungsgemäßen schallabsorbierenden Sandwichpaneele prinzipiell als abschließende Wandelemente eingesetzt werden, bei denen eine separate Abdeckung der Rückseite nicht erforderlich ist.Prefers is an embodiment in which the first cover layer is formed closed. As a result, the inventive Sound-absorbing sandwich panels in principle as a final Wall elements are used, where a separate cover the back is not required.

Vorzugsweise ist die erste Deckschicht ebenfalls akustisch transparent ausgebildet, um auf der dem Raum abgewandten Seite zusätzliche Schallminderungsmaßnahmen vornehmen zu können, z. B. zur Erzielung einer möglichst breitbandigen Absorption durch Aufbringen von schallabsorbierenden Materialien. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist dafür an der Außenseite der ersten Deckschicht ein poröser Schallabsorber vorgesehen. Die erste Deckschicht, d. h. die der Kabine abgewandte Seite, kann beispielsweise ein Gitterprepreg aufweisen.Preferably, the first cover layer also acoustically transparent designed to make on the side facing away from the room additional sound reduction measures can, for. B. to achieve the widest possible absorption by applying sound-absorbing materials. In a further preferred embodiment, a porous sound absorber is provided for this purpose on the outside of the first cover layer. The first cover layer, that is, the side facing away from the cabin, for example, may have a Gitterprepreg.

Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der zwischen der ersten Deckschicht und der zweiten Deckschicht weitere Schichten vorgesehen sind. Dadurch können die konstruktiven Eigenschaften wie Steifigkeit gegen Verwinden oder Durchbiegen verbessert werden. Mittels der weiteren Schichten lassen sich auch die akustischen Eigenschaften verbessern.Prefers is an embodiment in which between the first cover layer and the second cover layer further layers are provided. Thereby can have the structural properties such as rigidity be improved against twisting or sagging. By means of other layers can also be the acoustic properties improve.

Um die Schalldämmeigenschaften noch weiter zu verbessern, ist in einer Ausführungsform wenigstens ein Teil der Hohlräume der Kernschicht mit einem porösen schallabsorbierenden Material gefüllt. Dies dient auch zur Erzielung einer möglichst breitbandigen Absorption. Dies bietet sich beispielsweise in besonders kritischen Bereichen wie im Gangbereich oder in der ersten Klasse an.Around to further improve the sound insulation properties, In one embodiment, at least a portion of the cavities the core layer with a porous sound-absorbing Material filled. This also serves to achieve a possible broadband absorption. This is particularly useful, for example critical areas such as in the aisle area or in the first class at.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Zellwände mit einer Perforation versehen, so dass sie in Richtung parallel zu den Deckschichten akustisch transparent sind, um eine möglichst gute Ausnutzung der benachbarten Wabenhohlräume zu ermöglichen. Vorteilhaft ist dieses bei einer Perforationsgeometrie, die einen Lochabstand aufweist, der größer ist als die Schlüsselweite der Zellen der Kernschicht. Die Zellwände sind dabei so zu gestalten, dass sie einen ungehinderten Schalldurchgang zwischen den Zellen ermöglichen. Dadurch steht für die Schallabsorption ein vergrößertes Hohlraumvolumen zur Verfügung, da die einzelnen Waben über die Öffnungen in den Zellwänden miteinander in Verbindung stehen. Durch die Vergrößerung des Hohlraumvolumens pro Öffnung der Perforation wird die Resonanzfrequenz zu tiefen Frequenzen, d. h. in den bezüglich der Absorption in der Kabine interessierenden Bereich, verschoben. Bei vorgegebener Dicke des Paneels bestimmt der Abstand der Öffnungen zueinander das Hohlraumvolumen. Die Perforation bedeutet gleichzeitig auch ein verringertes Gewicht, was im Flugzeugbau stets von Vorteil ist.In In a particularly preferred embodiment, the cell walls provided with a perforation so that they are parallel in direction To the cover layers are acoustically transparent to one as possible to allow good utilization of the adjacent honeycomb cavities. This is advantageous in a Perforationsgeometrie, the one Has hole spacing which is greater than the key width of the Cells of the core layer. The cell walls are so closed Make sure they have an unobstructed sound passage between them allow the cells. This stands for the Sound absorption an increased void volume available as the individual honeycomb over the openings in the cell walls communicate with each other. By the increase in the void volume per opening the perforation turns the resonance frequency into low frequencies, d. H. in terms of absorption in the cabin of interest Area, moved. For a given thickness of the panel determined the distance between the openings to each other, the cavity volume. The perforation also means a reduced weight, which is always an advantage in aircraft construction.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform bestehen die Deckschichten aus Faserverbundwerkstoffen, um möglichst leichte und zugleich stabile Paneele zu erhalten, die in ihren mechanischen und optischen Eigenschaften den übrigen Paneelen der Kabinenerkleidung entsprechen.In In a further preferred embodiment, the cover layers are made made of fiber composite materials in order to be as light as possible and at the same time To obtain stable panels that are in their mechanical and optical Features the remaining panels of cabin clothing correspond.

Die Erfindung betrifft insbesondere auch eine Vorrichtung zur Schallabsorption in einer Flugzeugkabine, bei der zwischen der Flugzeugtragstruktur und dem Kabinenraum eine von Paneelen gebildete Innenraumverkleidung vorgesehen ist. Zur Verbesserung der Lärmreduktion ist erfindungsgemäß innerhalb der Kabine wenigstens ein Teil der Paneele als ein schallabsorbierendes Sandwichpaneel nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen ausgebildet, wobei das Paneel insbesondere in seiner Oberfläche an das übrige Kabinenlayout anpassbar ist.The In particular, the invention also relates to a device for sound absorption in an aircraft cabin, between the aircraft support structure and the cabin space an interior lining formed by panels is provided. To improve the noise reduction is according to the invention within the cabin at least a part of the panels as a sound absorbing sandwich panel formed according to one of the preceding embodiments, the panel in particular in its surface to the rest Cabin layout is customizable.

Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eingegangen. Es zeigen:following will be closer with reference to the attached drawings to an embodiment of the invention. Show it:

1 einen Schnitt durch ein Sandwichpaneel mit perforierter Deckschicht und einem außen angeordneten Strömungswiderstand; 1 a section through a sandwich panel with perforated cover layer and an outside flow resistance;

2 einen Schnitt durch ein Sandwichpaneel mit mehrlagig aufgebauter perforierter Deckschicht und einem außen angeordneten Strömungswiderstand, und 2 a section through a sandwich panel with multi-layer perforated cover layer and an outer flow resistance, and

3 einen Vergleich der Absorptionskoeffizienten eines Paneels nach dem Stand der Technik und eines erfindungsgemäßen Paneels mit einem außen angeordneten Strömungswiderstand. 3 a comparison of the absorption coefficient of a panel according to the prior art and a panel according to the invention with an outside flow resistance.

1 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Sandwichpaneel 10 mit einer ersten Deckschicht 12 und einer zweiten Deckschicht 14, zwischen denen eine Kernschicht 16 in Form eines Wabenkerns angeordnet ist. Der Wabenkern weist eine Vielzahl röhren- oder wabenartiger Zellen 18 auf, die sich über die Dicke der Kernschicht 16 durchgehend offen erstrecken und gleichmäßig ausgebildet sind sowie voneinander durch Zellwände 20 getrennt sind. Die zweite Deckschicht ist dem Schallfeld zugewandt und mit einer Vielzahl von Löchern 22 perforiert. 1 shows a section through a sandwich panel according to the invention 10 with a first cover layer 12 and a second cover layer 14 between which a core layer 16 is arranged in the form of a honeycomb core. The honeycomb core has a multiplicity of tubular or honeycomb cells 18 on, which is about the thickness of the core layer 16 extend open open and are formed uniformly and from each other by cell walls 20 are separated. The second cover layer faces the sound field and has a plurality of holes 22 perforated.

Zur Schaffung eines optisch ansprechenden Erscheinungsbildes und zur gleichzeitigen Verbesserung bzw. Einstellbarkeit der akustischen Wirkung des Paneels 10 ist die zweite Deckschicht 14 mehrlagig und weist neben einer Lage 24 mit der Perforation in Form der Löcher (Poren) 22 auch eine als Strömungswiderstand wirkende äußere Lage 26 auf, die die Perforation 22 optisch verschließt und aus einem luftdurchlässigen Gewebe besteht.To create a visually appealing appearance and the simultaneous improvement or adjustability of the acoustic effect of the panel 10 is the second cover layer 14 multi-layered and shows next to a location 24 with the perforation in the form of holes (pores) 22 also an outer layer acting as a flow resistance 26 on that the perforation 22 visually closes and consists of an air-permeable fabric.

In einer bevorzugten Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, ist die perforierte Lage 24 mehrschichtig aufgebaut. Eine die Festigkeit bestimmende erste Schicht der perforierten Lage 24 wird von einem Gitterprepreg 28 gebildet. Auf dem Gitterprepreg 28 ist eine perforierte Folie 30 angeordnet, die in 2 mit einer abstrakten Dicke dargestellt ist, welche in Wirklichkeit im Verhältnis zur Stärke des Gitterprepregs 28 aber wesentlich dünner ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Durchmesser der Löcher 22 der zweiten Deckschicht 14 kleiner als 1 mm und der Lochflächenanteil geringer als 1%. Diese auch Mikroperforation genannte Ausführung bietet ein verhältnismäßig breitbandiges Absorptionsspektrum, was sich für den Einsatz in Flugzeugen besonders eignet, da die hier zu bedämpfenden Geräusche eine große spektrale Frequenzverteilung aufweisen können. Die Deckschichten 12, 14 bestehen im wesentlichen aus Faserverbundwerkstoffen.In a preferred embodiment, the in 2 shown is the perforated layer 24 multi-layered. A strength determining first layer of the perforated layer 24 is from a grid prepreg 28 educated. On the grid prepreg 28 is a perforated foil 30 arranged, the in 2 represented with an abstract thickness, which in reality is in proportion to the thickness of the lattice prepreg 28 but is much thinner. Preferably, the diameter of the holes 22 the second cover layer 14 smaller than 1 mm and the hole area ratio less than 1%. This embodiment, also called microperforation, offers a relatively broadband absorption spectrum, which is particularly suitable for use in aircraft, since the noises to be damped here can have a large spectral frequency distribution. The cover layers 12 . 14 consist essentially of fiber composites.

Den Einfluss eines außen auf der mikroperforierten zweiten Deckschicht 14 angeordneten Strömungswiderstands auf das Absorptionsverhalten der perforierten Wabenplatte zeigt das Diagramm in 3 (impedance tube measurement). Dort sind vertikal der Absorptionskoeffizient und horizontal die Frequenz (Hz) aufgetragen. Die untere Kurve PP (perforated panel) zeigt die Werte eines mikroperforierten Sandwichpaneels ohne Gewebeschicht als außen angeordneter Strömungswiderstand. Die obere Kurve PP + F (perforated panel + fabric) zeigt die Werte für ein erfindungsgemäßes Sandwichpaneel mit einer Gewebeschicht als außen angeordneter Strömungswiderstand. Die Wabenkerntiefe D beträgt in beiden Fällen 15 mm. Deutlich zu erkennen ist der höhere Absorptionskoeffizient des erfindungsgemäßen Paneels über nahezu das gesamte Frequenzspektrum.The influence of an externally on the microperforated second cover layer 14 arranged flow resistance on the absorption behavior of the perforated honeycomb panel shows the diagram in 3 (impedance tube measurement). There the absorption coefficient and horizontal frequency (Hz) are plotted vertically. The bottom curve PP (perforated panel) shows the values of a microperforated sandwich panel without a layer of fabric as an external flow resistance. The upper curve PP + F (perforated panel + fabric) shows the values for a sandwich panel according to the invention with a fabric layer as outside arranged flow resistance. The honeycomb depth D is 15 mm in both cases. Clearly visible is the higher absorption coefficient of the panel according to the invention over almost the entire frequency spectrum.

Das Sandwichpaneel eignet sich aufgrund seines geringen Gewichts bei gleichzeitig optimaler Absorptionswirkung und ausreichender Steifigkeit insbesondere für den Einsatz als Vorrichtung zur Schallabsorption in einer Flugzeugkabine. Dazu ist zwischen der Flugzeugtragstruktur und dem Kabinenraum eine von Paneelen gebildete Innenraumverkleidung vorgesehen, bei der wenigstens ein Teil der Paneele als ein schallabsorbierendes Sandwichpaneel nach 1 oder 2 ausgebildet ist.The sandwich panel is due to its low weight at the same time optimal absorption effect and sufficient rigidity especially for use as a device for sound absorption in an aircraft cabin. For this purpose, an interior lining formed by panels is provided between the aircraft support structure and the cabin space, in which at least a part of the panels as a sound-absorbing sandwich panel after 1 or 2 is trained.

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Claims (17)

Sandwichpaneel (10) zur Schallabsorption, mit einer Kernschicht (16), die eine Vielzahl von Zellen (18) aufweist, die sich über die Dicke der Kernschicht (16) durchgehend offen erstrecken und die voneinander durch Zellwände (20) getrennt sind, und mit einer ersten Deckschicht (12), die dem Schallfeld abgewandt ist, sowie einer zweiten Deckschicht (14), die dem Schallfeld zugewandt ist und mit einer Vielzahl von Löchern (22) perforiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Deckschicht (14) mehrlagig ist und neben einer Lage (24) mit der Perforation (22) auch eine als Strömungswiderstand wirkende zweite Lage (26) aufweist.Sandwich panel ( 10 ) for sound absorption, with a core layer ( 16 ), which have a multiplicity of cells ( 18 ), which extend across the thickness of the core layer ( 16 ) open throughout and which are separated by cell walls ( 20 ) are separated, and with a first cover layer ( 12 ), which faces away from the sound field, and a second cover layer ( 14 ), which faces the sound field and with a plurality of holes ( 22 ) is perforated, characterized in that the second cover layer ( 14 ) is multilayered and next to a location ( 24 ) with the perforation ( 22 ) also acts as a flow resistance second layer ( 26 ) having. Sandwichpaneel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen (18) der Kernschicht (16) röhren- oder wabenförmig sind.Sandwich panel according to claim 1, characterized in that the cells ( 18 ) of the core layer ( 16 ) are tubular or honeycomb-shaped. Sandwichpaneel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lage (26) auf der Innenseite der Lage (24) mit der Perforation (22) angeordnet ist, wobei die zweite Lage (26) auf ihrer der Lage (24) mit der Perforation (22) zugewandten Seite wenigstens im Bereich der Perforation (22) eine helle Farbe aufweist.Sandwich panel according to claim 1 or 2, characterized in that the second layer ( 26 ) on the inside of the layer ( 24 ) with the perforation ( 22 ), the second layer ( 26 ) on their position ( 24 ) with the perforation ( 22 ) facing side at least in the region of the perforation ( 22 ) has a light color. Sandwichpaneel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lage (26) außen angeordnet ist und die Perforation (22) optisch verschließt.Sandwich panel according to claim 1 or 2, characterized in that the second layer ( 26 ) is arranged on the outside and the perforation ( 22 ) visually closes. Sandwichpaneel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Lage (26) aus einem luftdurchlässigen Gewebe besteht.Sandwich panel according to claim 4, characterized in that the outer layer ( 26 ) consists of an air-permeable fabric. Sandwichpaneel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichtperforation (22) einen Lochabstand aufweist, der kleiner als die Schlüsselweite der wabenförmigen Kernstruktur (16) ist.Sandwich panel according to one of the preceding claims, characterized in that the cover layer perforation ( 22 ) has a hole spacing which is smaller than the key width of the honeycomb core structure ( 16 ). Sandwichpaneel nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die perforierte Lage (24) mehrschichtig aufgebaut ist und eine die Festigkeit bestimmende erste Schicht (28) und eine perforierte Folie (30) als zweite Schicht aufweist.Sandwich panel according to one of claims 4 to 6, characterized in that the perforated layer ( 24 ) has a multilayer structure and a strength-determining first layer ( 28 ) and a perforated foil ( 30 ) as the second layer. Sandwichpaneel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (28) ein Gitterprepreg ist.Sandwich panel according to claim 7, characterized in that the first layer ( 28 ) is a lattice prepreg. Sandwichpaneel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume (18) der Kernschicht (16) unterschiedlich hoch sind.Sandwich panel according to one of the preceding claims, characterized in that the cavities ( 18 ) of the core layer ( 16 ) are different high. Sandwichpaneel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Deckschicht (12) geschlossen ausgebildet ist.Sandwich panel according to one of the preceding claims, characterized in that the first cover layer ( 12 ) is closed. Sandwichpaneel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Deckschicht (12) akustisch transparent ausgebildet ist.Sandwich panel according to one of claims 1 to 9, characterized in that the first cover layer ( 12 ) is acoustically transparent. Sandwichpaneel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite der ersten Deckschicht (12) ein poröser Schallabsorber vorgesehen ist.Sandwich panel according to claim 11, characterized in that on the outside of the first cover layer ( 12 ) A porous sound absorber is provided. Sandwichpaneel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Deckschicht (12) und der zweiten Deckschicht (14) weitere Schichten vorgesehen sind.Sandwich panel according to one of the preceding claims, characterized in that between the first cover layer ( 12 ) and the second cover layer ( 14 ) further layers are provided. Sandwichpaneel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Hohlräume (18) der Kernschicht (16) mit einem porösen schallabsorbierenden Material gefüllt ist.Sandwich panel according to one of the preceding claims, characterized in that at least a part of the cavities ( 18 ) of the core layer ( 16 ) is filled with a porous sound absorbing material. Sandwichpaneel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellwände (20) mit einer Perforation versehen sind, so dass sie in Richtung parallel zu den Deckschichten (12, 14) akustisch transparent sind.Sandwich panel according to one of the preceding claims, characterized in that the cell walls ( 20 ) are provided with a perforation so that they are parallel to the outer layers ( 12 . 14 ) are acoustically transparent. Sandwichpaneel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten (12, 14) aus Faserverbundwerkstoffen bestehen.Sandwich panel according to one of the preceding claims, characterized in that the cover layers ( 12 . 14 ) consist of fiber composites. Vorrichtung zur Schallabsorption in einer Flugzeugkabine, bei der zwischen der Flugzeugtragstruktur und dem Kabinenraum eine von Paneelen gebildete Innenraumverkleidung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Paneele als ein schallabsorbierendes Sandwichpaneel nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.Device for sound absorption in an aircraft cabin, at between the aircraft support structure and the cabin space a is provided by panels formed interior paneling, characterized characterized in that at least a part of the panels as a sound-absorbing Sandwich panel designed according to one of the preceding claims is.
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