DE102016207411A1 - SOUND ABSORPTION DEVICE AND INSULATION COMPONENT FOR AN AIR-OR SPACE VEHICLE - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Schallabsorptionsvorrichtung (1) für ein Luft- oder Raumfahrzeug, mit einem Trägerteil (2) und einer Vielzahl von Schwingungskörpern (3), welche über eine Anordnungsfläche (7) verteilt angeordnet und mit dem Trägerteil (2) verbunden sind, wobei das Trägerteil (2) eine auf die Anordnungsfläche (7) bezogene Masse aufweist, welche geringer als eine auf einen von den Schwingungskörpern (3) eingenommene Projektionsfläche auf der Anordnungsfläche (7) bezogene Masse der Schwingungskörper (3) ist.
Ferner ist ein Isolationsbauteil (10) für ein Luft- oder Raumfahrzeug beschrieben, das eine erste Isolationsschicht (11) und die an einer ersten Oberfläche (11a) der ersten Isolationsschicht (11) anliegend angeordnete Schallabsorptionsvorrichtung (1) aufweist.The present invention relates to a sound absorption device (1) for an aircraft or spacecraft, comprising a support part (2) and a plurality of vibration bodies (3) distributed over an arrangement surface (7) and connected to the support part (2), wherein the carrier part (2) has a mass related to the arrangement surface (7) which is smaller than a mass of the vibration bodies (3) relative to a projection surface occupied by the vibration bodies (3) on the arrangement surface (7).
Furthermore, an insulation component (10) for an aircraft or spacecraft is described, which has a first insulation layer (11) and the sound absorption device (1) adjoining a first surface (11a) of the first insulation layer (11).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schallabsorptionsvorrichtung sowie ein Isolationsbauteil für ein Luft- oder Raumfahrzeug.The present invention relates to a sound absorbing device and an insulating member for an aircraft or spacecraft.
Zur Erhöhung des Komforts für Passagiere sind bei Fahrzeugen, die Passagierkabinen üblicherweise mit einer Schallisolierung versehen. Bei Luftfahrzeugen werden hierfür üblicherweise Glaswollmatten verwendet.To increase the comfort for passengers are on vehicles, the passenger cabins usually provided with a sound insulation. In aircraft, glass wool mats are usually used for this purpose.
Die
Die
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Schallabsorptionsvorrichtung, mit der eine verbesserte Schalldämmungswirkung gegen niederfrequente Geräusche erzielt wird und das auf zuverlässige und einfache Weise montierbar ist, sowie ein derartiges Isolationsbauteil bereitzustellen.It is an object of the present invention, a sound absorption device with which an improved soundproofing effect is achieved against low-frequency noise and which can be mounted in a reliable and simple manner, and to provide such an insulating component.
Diese Aufgabe wird jeweils durch eine Schallabsorptionsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Isolationsbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.This object is achieved in each case by a sound absorption device having the features of
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den auf die unabhängigen Ansprüche rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments and further developments are specified in the subclaims referring back to the independent claims.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Schallabsorptionsvorrichtung für ein Luft- oder Raumfahrzeug mit einem Trägerteil und einer Vielzahl von Schwingungskörpern vorgesehen, welche über eine Anordnungsfläche verteilt angeordnet und mit dem Trägerteil verbunden sind, wobei das Trägerteil eine auf die Anordnungsfläche bezogene Masse aufweist, welche geringer als eine auf einen von den Schwingungskörpern auf der Anordnungsfläche eingenommene Projektionsfläche bezogene Masse der Schwingungskörper ist.According to a first aspect of the invention, there is provided a sound absorbing device for an aerospace vehicle having a support member and a plurality of vibrating bodies distributed over an arrangement surface and connected to the support member, the support member having a mass related to the arrangement surface is less than a mass of the vibrating bodies relative to a projection area occupied by the vibrating bodies on the locating surface.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die auf die Anordnungsfläche bezogene Masse des Trägerteils kleiner oder gleich 10 Prozent, insbesondere kleiner oder gleich 1 Prozent und insbesondere bevorzugt kleiner oder gleich 0,1 Prozent der auf die Projektionsfläche bezogenen Masse der Vielzahl von Schwingungskörpern ist.In particular, it can be provided that the mass of the carrier part related to the arrangement surface is less than or equal to 10 percent, in particular less than or equal to 1 percent and particularly preferably less than or equal to 0.1 percent of the mass of the plurality of vibrating bodies related to the projection surface.
Die Anordnungsfläche kann insbesondere als eine von einer Umrandungslinie begrenzte Fläche definiert sein, wobei die Umrandungslinie derart verläuft, dass alle Schwingungsmassen bei einem minimalen Flächeninhalt der Fläche innerhalb der Umrandungslinie angeordnet sind. Die Anordnungsfläche kann beispielsweise durch eine Teilfläche einer Oberfläche des Trägerteils oder durch eine Oberfläche des Trägerteils insgesamt ausgebildet sein.In particular, the arrangement surface can be defined as a surface delimited by a boundary line, wherein the boundary line runs in such a way that all vibration masses are arranged with a minimum surface area of the surface within the boundary line. The arrangement surface may be formed, for example, by a partial surface of a surface of the support member or by a surface of the support member as a whole.
Die auf die Anordnungsfläche bezogene Masse ist eine Maßzahl für eine Masse pro Fläche, beispielsweise mit einer Einheit Kilogramm pro Quadratmeter.The mass referred to the placement surface is a measure of mass per unit area, for example, in units of kilograms per square meter.
Die von den Schwingungskörpern eingenommene Projektionsfläche auf der Anordnungsfläche ist durch die Summe der Flächeninhalte der Projektionsflächen der Schwingungskörper, welche sich bei einer senkrechten Projektion des jeweiligen Schwingungskörpers in dessen Anordnungszustand auf dem Trägerteil auf die Anordnungsfläche ergeben, definiert.The projection area occupied by the vibration bodies on the arrangement surface is defined by the sum of the areas of the projection surfaces of the vibration bodies resulting from perpendicular projection of the respective vibration body in its arrangement state on the support part onto the arrangement surface.
Die auf die Projektionsfläche bezogene Masse ist eine Maßzahl für eine Masse pro Fläche, beispielsweise mit einer Einheit Kilogramm pro Quadratmeter.The mass referred to the projection surface is a measure of a mass per area, for example, with one unit kilogram per square meter.
Durch das Trägerteil, welches insbesondere als von den Schwingungskörpern separates Teil ausgebildet sein kann, wird eine eigene Anordnungsstruktur für die Schwingungskörper geschaffen. Dies hat den Vorteil, dass die Schallabsorptionsvorrichtung vorteilhaft in verschiedensten Einbausituationen verwendet werden kann. Beispielsweise kann hierdurch eine direkte Montage an einer Rumpfstruktur des Luft- oder Raumfahrzeugs erfolgen, was hinsichtlich einer Kombination mit verschiedenen Isolationsschichten vorteilhaft ist. Auch können die Schwingungskörper dadurch mit einer Vielzahl von verschiedenen Isolationsschichten auf einfache Weise vorteilhaft kombiniert werden.By the support member, which may be formed in particular as a separate part of the vibration bodies, a separate arrangement structure for the vibration body is created. This has the advantage that the sound absorption device can be advantageously used in a variety of installation situations. For example, this can be done directly on a fuselage structure of the aircraft or spacecraft, which is advantageous in terms of a combination with different insulation layers. Also, the vibrating bodies can be advantageously combined advantageously with a plurality of different insulating layers in a simple manner.
Die Schwingungskörper können durch Schallwellen zum Schwingen angeregt werden. Insbesondere wird die Energie der Schallwellen auf die Schwingungskörper übertragen. Vorteilhaft kann das Trägerteil elastisch verformbar, insbesondere biegeschlaff, ausgebildet sein. Auf diese Weise bildet das Trägerteil ein Feder-Dämpfer-System für die Schwingungskörper aus, welches insbesondere im niederfrequenten Bereich eine effiziente Schalldämmung bewirkt.The vibration bodies can be excited by sound waves to vibrate. In particular, the energy of the sound waves is transmitted to the vibration bodies. Advantageously, the support member elastically deformable, in particular limp, be formed. In this way, the support member forms a spring-damper system for the vibration body, which causes an efficient sound insulation, especially in the low-frequency range.
Insbesondere können das Trägerteil und die Schwingungskörper oder -massen aus verschiedenen Materialien gebildet sein, wobei das Trägerteil insbesondere aus einem leichten Material, wie z. B. einem Kunststoff, und die Schwingungsmassen insbesondere aus einem schweren Material, wie z. B. einem Metallmaterial oder einer Keramik, gebildet sein kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Trägerteil und die Schwingungsmassen in dem aneinander fixierten Zustand verschiedene Dichten aufweisen.In particular, the carrier part and the vibration bodies or masses can be made be formed of different materials, wherein the carrier part in particular made of a lightweight material, such. As a plastic, and the vibration masses in particular from a heavy material such. As a metal material or a ceramic may be formed. In particular, it can be provided that the carrier part and the vibration masses in the mutually fixed state have different densities.
Das Trägerteil und die Schwingungsmassen können auch einteilig, z. B. in Materialeinheit, ausgebildet sein. In diesem Fall können die Schwingungsmassen beispielsweise durch lokale Materialanhäufungen ausgebildet sein. Bevorzugt weisen die Schwingungsmassen ein sehr geringes Volumen auf, sodass diese näherungsweise als Punktmassen betrachtet werden können.The support member and the vibration masses can also be in one piece, z. B. in material unit, be formed. In this case, the vibration masses may be formed for example by local material accumulations. Preferably, the vibration masses have a very small volume, so that they can be considered approximately as point masses.
Die Schwingungskörper können insbesondere matrixförmig angeordnet sein. Alternativ hierzu können die Schwingungskörper auch unregelmäßig verteilt sein. Weiterhin sind konzentrische Anordnungen der Schwingungskörper oder ähnliche Anordnungen denkbar.The vibration bodies may be arranged in particular in matrix form. Alternatively, the vibrating bodies may also be distributed irregularly. Furthermore, concentric arrangements of the vibration body or similar arrangements are conceivable.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass alle Schwingungskörper dieselbe oder annähernd dieselbe Masse aufweisen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Masse eines einzelnen Schwingungskörpers der Vielzahl von Schwingungskörpern um maximal 10 Prozent insbesondere um maximal 5 Prozent und insbesondere bevorzugt um maximal 1 Prozent von einem Mittelwert der Massen alter Schwingungskörper abweicht. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn Schallwellen in einem eng beschränkten Frequenzbereich absorbiert werden sollen.Furthermore, it can be provided that all vibration bodies have the same or approximately the same mass. For example, it may be provided that the mass of a single vibration body of the plurality of vibration bodies deviates by a maximum of 10 percent, in particular by a maximum of 5 percent, and particularly preferably by a maximum of 1 percent, from an average value of the masses of the old vibration bodies. This is particularly advantageous if sound waves are to be absorbed in a narrowly restricted frequency range.
Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass die Schwingungskörper jeweils voneinander verschiedene Massen aufweisen. Insbesondere können mehrere Gruppen von Schwingungskörpern vorgesehen sein, wobei die Schwingungskörper einer Gruppe jeweils annähernd gleiche Massen aufweisen, z. B. nach oben genannter Maßgabe, und die Schwingungskörper verschiedener Gruppen unterschiedliche Massen aufweisen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich die Massen der Schwingungskörper einer Gruppe von den Massen der Schwingungskörper einer weiteren Gruppe um zumindest 10 Prozent voneinander unterscheiden. Auf diese Weise kann durch die Bildung einer Vielzahl verschiedener Gruppen eine Vielzahl einzelner Feder-Dämpfer-Systeme ausgebildet werden, die jeweils zur Schallabsorption in einem bestimmten Frequenzbereich ausgelegt sind. Damit kann Lärm über einen großen Frequenzbereich abgeschwächt werden.Alternatively, it can be provided that the vibration bodies each have different masses. In particular, a plurality of groups of vibration bodies may be provided, wherein the vibration bodies of a group each have approximately equal masses, for. B. above mentioned proviso, and the vibrating body of different groups have different masses. In particular, it can be provided that the masses of the vibration bodies of a group differ from the masses of the vibration bodies of a further group by at least 10 percent. In this way, by forming a plurality of different groups a plurality of individual spring-damper systems are formed, which are each designed for sound absorption in a certain frequency range. Thus, noise over a wide frequency range can be mitigated.
Das Trägerteil kann insbesondere durch eine Trägerfolie ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass das Trägerteil gleichzeitig als Schutzfolie bzw. Deckschicht für eine Isolationsschicht verwendet werden kann, wie später noch genauer beschrieben wird. Die Trägerfolie kann eine Vielzahl von Ausnehmungen aufweisen. Diese sind dazu geeignet, Schallwellen zu brechen und/oder zu reflektieren. Damit wird die Schalldämmungswirkung der Schallabsorptionsvorrichtung weiter verbessert.The carrier part may in particular be formed by a carrier foil. This has the advantage that the carrier part can be used simultaneously as a protective film or cover layer for an insulating layer, as will be described in more detail later. The carrier film may have a plurality of recesses. These are suitable for breaking and / or reflecting sound waves. Thus, the sound insulation effect of the sound absorption device is further improved.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Schwingungskörper zwischen einer ersten Oberfläche des Trägerteils und einer Fixierungsschicht, welche mit einer ersten Oberfläche mit der ersten Oberfläche des Trägerteils verbunden ist, angeordnet sind. Damit wird eine zuverlässige Fixierung der Schwingungsmassen an dem Trägerteil erzielt. Die Fixierungsschicht kann alternativ oder zusätzlich zu einer direkten Fixierung der Schwingungskörper oder Schwingungsmassen an dem Trägerteil erfolgen. Insbesondere können die Schwingungskörper auch mit dem Trägerteil insbesondere mit der Trägerfolie, verklebt, verschweißt oder dergleichen sein.Furthermore, it can be provided that the oscillating bodies are arranged between a first surface of the carrier part and a fixing layer, which is connected to a first surface with the first surface of the carrier part. For a reliable fixation of the vibration masses is achieved on the support member. The fixation layer may alternatively or in addition to a direct fixation of the vibration body or vibration masses carried on the support member. In particular, the vibrating bodies can also be bonded, welded or the like to the carrier part, in particular to the carrier foil.
Die Fixierungsschicht kann insbesondere durch mehrere Fixierungsschichtteile, beispielsweise in Form von Fixierungsschichtstreifen, gebildet sein, wobei zwischen jeweils einem Fixierungsschichtteil und dem Trägerteil zumindest ein Schwingungskörper angeordnet ist. Anstelle von Fixierungsschichtstreifen können auch anders geformte Fixierungsschichtteile, wie beispielsweise kreisförmige, dreieckförmige, polygonische, rechteckförmige Flecken, vorgesehen sein.The fixation layer may in particular be formed by a plurality of fixation layer parts, for example in the form of fixation layer strips, wherein at least one vibration element is arranged between in each case one fixation layer part and the support part. Instead of fixation layer strips, differently shaped fixation layer parts, such as, for example, circular, triangular, polygonal, rectangular spots, may also be provided.
Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass die Fixierungsschicht durch eine Fixierungsfolie gebildet ist. Die Fixierungsfolie kann im Unterschied zu den Fixierungsschichtteilen insbesondere eine flächige Erstreckung auf, welche annähernd gleich einer flächigen Erstreckung des Trägerteils bzw. der Trägerfolie ist. Ähnlich der Trägerfolie kann die Fixierungsfolie zur Verbesserung der Schalldämmungseigenschaften eine Vielzahl von Ausnehmungen aufweisen.Alternatively, it can be provided that the fixing layer is formed by a fixing film. In contrast to the fixation layer parts, the fixation foil can in particular have a planar extension which is approximately equal to a flat extent of the carrier part or the carrier foil. Similar to the carrier film, the fixing film may have a plurality of recesses for improving the soundproofing properties.
Die Fixierungsfolie oder die Fixierungsstreifen können jeweils aus demselben Material gebildet sein wie die Trägerfolie. Bevorzugt ist hierfür jeweils ein Kunststoffmaterial vorgesehen.The fixing film or the fixing strips can each be formed from the same material as the carrier film. For this purpose, a plastic material is preferably provided in each case.
Das Trägerteil und die Fixierungsschicht können insbesondere verschweißt, verklebt, vernäht, vernietet oder auf ähnliche Weise miteinander verbunden sein.The carrier part and the fixing layer can in particular be welded, glued, sewn, riveted or connected to each other in a similar manner.
Alternativ zu einer Trägerfolie kann das Trägerteil durch eine Vielzahl von die Schwingungskörper untereinander verbindenden Verbindungselementen, insbesondere in Form von Fäden, Bändern, Drähten oder dergleichen, ausgebildet sein. Die Verbindungselemente können insbesondere ein Netz ausbilden, an dessen Knotenpunkten Schwingungskörper angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass der Materialaufwand zur Bildung des Trägerteils sehr gering ist, wodurch ein niedriges Gewicht des Trägerteils erzielbar ist. Auch ist es möglich durch Einstellung der die Elastizität bestimmenden Eigenschaften der einzelnen Verbindungselemente ein über die Erstreckung des Trägerteils unterschiedliches Schwingungsverhalten der Schwingungskörper einzustellen.As an alternative to a carrier film, the carrier part can be connected to one another by a plurality of the oscillating bodies Connecting elements, in particular in the form of threads, tapes, wires or the like may be formed. The connecting elements can in particular form a network, at the junctions of which vibrating bodies are arranged. This has the advantage that the material cost for the formation of the support member is very low, whereby a low weight of the support member can be achieved. It is also possible by adjusting the elasticity-determining properties of the individual connecting elements to set a different over the extension of the support member vibration behavior of the vibration body.
Die Schwingungskörper können allgemein insbesondere als ringförmige, scheibenförmige, kugelförmige, quaderförmige, stabförmige, rohrförmige oder schalenförmige Komponenten ausgebildet sein.The vibration bodies may generally be designed in particular as annular, disc-shaped, spherical, cuboid, rod-shaped, tubular or shell-shaped components.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Isolationsbauteil für ein Luft- oder Raumfahrzeug vorgesehen, mit einer ersten Isolationsschicht und einer an einer ersten Oberfläche der ersten Isolationsschicht anliegend angeordneten Schallabsorptionsvorrichtung nach einer der voranstehend beschriebenen. Durch die an der ersten Isolationsschicht anliegende Anordnung des Trägerteils werden durch Schallwellen angeregte Schwingungen effizient an die Isolationsschicht übertragen und damit in diese eingekoppelt. Insbesondere kann die Isolationsschicht damit als zu dem Trägerteil zusätzliches Feder-/und oder Dämpferelement wirken. Damit wird eine sehr gute Schallabsorptionswirkung im Bereich niedriger Frequenzen erzielt. Dadurch, dass die Schwingungskörper an dem Trägerteil fixiert sind, muss keine Befestigung derselben an der Isolationsschicht erfolgen.According to a further aspect of the invention, an insulation component for an aircraft or spacecraft is provided, having a first insulation layer and a sound absorption device arranged on a first surface of the first insulation layer according to one of the above. As a result of the arrangement of the carrier part applied to the first insulating layer, vibrations excited by sound waves are efficiently transmitted to the insulating layer and thus coupled into it. In particular, the insulating layer can thus act as an additional spring and / or damping element to the carrier part. This achieves a very good sound absorption effect in the low frequency range. Because the vibration bodies are fixed to the carrier part, no attachment of the same to the insulating layer must take place.
Weiterhin kann das Isolationsbauteil zusätzlich eine an einer entgegengesetzt zu der ersten Oberfläche gelegenen zweiten Oberfläche der ersten Isolationsschicht anliegende erste Deckschicht aufweisen, welche mit dem Trägerteil der Schallabsorptionsvorrichtung verbunden ist. Durch die Verbindung wird eine besonders effektive Übertragung und somit Dämpfung der Schwingungen der Schwingungskörper der Schallabsorptionsvorrichtung erzielt.Furthermore, the insulation component may additionally have a first cover layer, which bears against the second surface of the first insulation layer opposite to the first surface, and which is connected to the support part of the sound absorption device. By the connection a particularly effective transmission and thus damping of the vibrations of the vibration body of the sound absorption device is achieved.
Insbesondere kann ein Randbereich der ersten Deckschicht mit dem Trägerteil, insbesondere mit einem Randbereich des Trägerteils, verbunden sein. Die Deckschicht und das Trägerteil, falls dieses aus als eine Trägerfolie ausgebildet ist, können vorteilhaft aus demselben Material hergestellt sein. Damit kann die Isolationsschicht zwischen die Trägerfolie und die Deckschicht eingepackt werden.In particular, an edge region of the first cover layer may be connected to the carrier part, in particular to an edge region of the carrier part. The cover layer and the carrier part, if this is formed as a carrier film, can advantageously be made of the same material. Thus, the insulating layer between the support film and the cover layer can be wrapped.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Isolationsbauteil eine zweite Isolationsschicht aufweist, wobei die Schallabsorptionsvorrichtung zwischen der ersten Isolationsschicht und einer ersten Oberfläche der zweiten Isolationsschicht angeordnet ist. Durch die zweite Isolationsschicht wird eine zusätzliche Dämpfung der durch Schallwellen angeregten Schwingungen der Schwingungskörper der Schallabsorptionsvorrichtung erzielt. Dadurch wird die Schalldämpfungswirkung, insbesondere im Niedrigfrequenzbereich, weiter verbessert.It can preferably be provided that the insulation component has a second insulation layer, wherein the sound absorption device is arranged between the first insulation layer and a first surface of the second insulation layer. By the second insulating layer, an additional attenuation of the vibrations excited by sound waves of the vibration body of the sound absorption device is achieved. As a result, the sound-damping effect, in particular in the low-frequency range, is further improved.
Die zweite Isolationsschicht kann insbesondere identisch zu der ersten Isolationsschicht aufgebaut sein. Allgemein können sämtliche Merkmale, welche für eine der Isolationsschichten beschrieben werden, auch an der jeweils anderen Isolationsschicht vorliegen. Beispielsweise können die Isolationsschichten jeweils als sich flächig erstreckende, insbesondere mattenförmige, Bauteile ausgebildet sein. Eine Dicke der Isolationsschichten kann konstant oder über die flächige Erstreckung derselben verschieden sein. Auch kann die erste Isolationsschicht eine Dicke aufweisen, welche von der Dicke der zweiten Isolationsschicht verschieden ist. Durch Anpassung der Dicke der Isolationsschichten kann deren Feder- bzw. Dämpfungswirkung gegenüber den Schwingungen der Schwingungskörper eingestellt werden. Damit kann eine Anpassung des Isolationsbauteils an den Frequenzbereich des zu dämpfenden Lärms vorteilhaft und mit geringem Aufwand erfolgen.The second insulation layer may in particular be constructed identically to the first insulation layer. In general, all features which are described for one of the insulation layers may also be present on the respective other insulation layer. For example, the insulating layers can each be designed as flat, in particular mat-shaped, components. A thickness of the insulating layers may be constant or different over the areal extent of the same. Also, the first insulating layer may have a thickness different from the thickness of the second insulating layer. By adjusting the thickness of the insulating layers whose spring or damping effect can be adjusted to the vibrations of the vibrating body. Thus, an adaptation of the insulation component to the frequency range of the noise to be damped can be done advantageously and with little effort.
Die erste und die zweite Isolationsschicht können allgemein annähernd die gleiche Dicke oder eine voneinander verschiedene Dicke aufweisen.The first and second insulating layers may generally have approximately the same thickness or a different thickness.
Unter einer annähernd gleichen Dicke der Isolationsbauteile kann hierin allgemein insbesondere verstanden werden, dass die Dicken des ersten Isolationsbauteils und des zweiten Isolationsbauteils in jedem Querschnitt durch das jeweilige Isolationsbauteil um maximal 15 Prozent voneinander abweichen.In this context, an approximately equal thickness of the insulation components can generally be understood in particular to mean that the thicknesses of the first insulation component and of the second insulation component in each cross section through the respective insulation component deviate from each other by a maximum of 15 percent.
Unter einer voneinander verschiedenen Dicke der Isolationsbauteile kann hierin allgemein insbesondere verstanden werden, dass die Dicken des ersten Isolationsbauteils und des zweiten Isolationsbauteils in jedem Querschnitt durch das jeweilige Isolationsbauteil um mehr als 15 Prozent voneinander abweichen.In this context, a different thickness of the insulating components can generally be understood in particular to mean that the thicknesses of the first insulating component and of the second insulating component in each cross section through the respective insulating component deviate by more than 15 percent from one another.
Zur Schalldämpfung in einem vorbestimmten engen Frequenzbereich von Schallwellen kann bevorzugt ein Isolationsbauteil vorgesehen sein, welches eine Schallabsorptionsvorrichtung mit einer Vielzahl von Schwingungskörpern annähernd gleicher Masse und eine erste und eine zweite Isolationsschicht mit annähernd gleicher Dicke aufweist. Vorteilhaft sind die erste und der zweite Isolationsschicht hierbei aus dem gleichen Material gebildet. Zur Verbesserung der Schalldämpfungseigenschaften des Isolationsbauteils in einem großen Frequenzbereich können die erste und die zweite Isolationsschicht aus verschiedenen Materialien, insbesondere aus Materialien mit verschiedenen Verformungseigenschaften, gebildet sein.For sound attenuation in a predetermined narrow frequency range of sound waves may preferably be provided an insulating member having a sound absorbing device with a plurality of vibrating bodies approximately the same mass and a first and a second insulating layer with approximately the same thickness. Advantageously, the first and the second insulating layer are formed here from the same material. To improve the soundproofing properties of the insulating component in a large Frequency range, the first and the second insulating layer may be formed of different materials, in particular of materials with different deformation properties.
Alternativ hierzu ist auch denkbar, dass das Isolationsbauteil eine Schallabsorptionsvorrichtung mit einer Vielzahl von Schwingungskörpern annähernd gleicher Masse aufweist und die erste und die zweite Isolationsschicht unterschiedliche Dicken aufweisen. Die Materialien der ersten und der zweiten Isolationsschicht können identisch oder voneinander verschieden sein. Durch die Anpassung der Dicken der Isolationsschichten können die Verformungs- und damit die Schalldämpfungseigenschaften der jeweiligen Isolationsschicht verändert werden. Auf diese Weise kann auch durch die Wahl verschiedener Dicken der Isolationsschichten eine Schalldämpfung von Schallwellen in einem großen Frequenzbereich vorteilhaft erfolgen.Alternatively, it is also conceivable that the insulation component has a sound absorption device with a plurality of vibration bodies approximately the same mass and the first and the second insulation layer have different thicknesses. The materials of the first and second insulating layers may be identical or different from each other. By adapting the thicknesses of the insulation layers, the deformation and thus the sound damping properties of the respective insulation layer can be changed. In this way, a sound attenuation of sound waves in a large frequency range can be done advantageously by choosing different thicknesses of the insulation layers.
Auch kann vorgesehen sein, dass das Isolationsbauteil eine Schallabsorptionsvorrichtung mit einer Vielzahl von Schwingungskörpern annähernd gleicher Masse und eine erste und eine zweite Isolationsschicht annähernd gleicher Dicke aufweist. Durch die unterschiedlichen Massen der Schwingungskörper wird eine Vielzahl von Feder-Dämpfer-Systemen gebildet, was insbesondere zur Schalldämpfung von Schallwellen in einem großen Frequenzbereich vorteilhaft ist. Hierbei kann weiterhin vorgesehen sein, dass die erste Isolationsschicht aus einem von dem Material der zweiten Isolationsschicht verschiedenen Material gebildet ist. Insbesondere können die Materialen der ersten und der zweiten Isolationsschicht verschiedene Verformungseigenschaften aufweisen. Damit kann das Schwingungsverhalten und damit die Schalldämpfungswirkung der Schwingungsmassen weiter variiert werden. Wenn die erste und die zweite Isolationsschicht aus einem identischen Material gebildet sind, ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau des Isolationsbauteils. Weiterhin können hierbei die erste und die zweite Isolationsschicht auch voneinander verschiedene Dicken aufweisen.It can also be provided that the insulation component has a sound absorption device with a plurality of vibration bodies approximately the same mass and a first and a second insulating layer approximately the same thickness. Due to the different masses of the vibration body, a plurality of spring-damper systems is formed, which is particularly advantageous for sound absorption of sound waves in a large frequency range. In this case, it can furthermore be provided that the first insulation layer is formed from a material which is different from the material of the second insulation layer. In particular, the materials of the first and second insulating layers may have different deformation properties. Thus, the vibration behavior and thus the sound damping effect of the vibration masses can be further varied. If the first and the second insulating layer are formed from an identical material, a particularly simple construction of the insulating component results. Furthermore, in this case, the first and the second insulating layer may also have different thicknesses from each other.
Weiterhin kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Isolationsbauteil eine an einer entgegengesetzt zu der ersten Oberfläche gelegenen zweiten Oberfläche der zweiten Isolationsschicht anliegende zweite Deckschicht aufweist. Diese kann insbesondere identisch zu der ersten Deckschicht aufgebaut sein. Bevorzugt kann die zweite Deckschicht in einem Randbereich mit dem Randbereich des Trägerteil der Schallabsorptionsvorrichtung und/oder mit dem Randbereich der ersten Deckschicht verbunden sein.Furthermore, it can be provided, in particular, that the insulation component has a second cover layer which bears against a second surface of the second insulation layer located opposite to the first surface. This can in particular be constructed identically to the first cover layer. Preferably, the second cover layer can be connected in an edge region to the edge region of the carrier part of the sound absorption device and / or to the edge region of the first cover layer.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Schallabsorptionsvorrichtung, insbesondere ein Randbereich des Trägerteils der Schallabsorptionsvorrichtung, über einen Rand der ersten Isolationsschicht übersteht. Damit kann ein Randbereich der Schallabsorptionsvorrichtung mit der ersten Deckschicht und gegebenenfalls der zweiten Deckschicht, insbesondere in mit deren Randbereich einen Überstandsabschnitt des Isolationsbauteils bilden. Der Randbereich der Schallabsorptionsvorrichtung kann durch den Randbereich des Trägerteils und/oder gegebenenfalls durch den Randbereich der Fixierungsschicht gebildet sein. Der Überstandsabschnitt steht über einen Rand der ersten Isolierungsschicht und gegebenenfalls bevorzugt auch über einen Rand der zweiten Isolierungsschicht über. Damit kann der Überstandsabschnitt zur Montage des Isolationsbauteils an eine Befestigungsstruktur genutzt werden. Damit ist das Isolationsbauteil auf äußerst einfach Weise montierbar. Beispielsweise können die Isolationsbauteile vorkonfektioniert hergestellt werden und dann mittels einer Befestigungseinrichtung, wie einem Bolzen, einer Schraube, einer Niete oder dergleichen an der Befestigungsstruktur angebracht werden. Insbesondere kann die Schallabsorptionsvorrichtung bereits in dem Isolationsbauteil enthalten sein und muss nicht gesondert an der Rumpfstruktur des oder der Befestigungsstruktur des Luft- oder Raumfahrzeugs befestigt werden.Furthermore, it can be provided that the sound absorption device, in particular an edge region of the carrier part of the sound absorption device, projects beyond an edge of the first insulation layer. Thus, an edge region of the sound absorption device with the first cover layer and possibly the second cover layer, in particular with its edge region, form a projection section of the insulation component. The edge region of the sound absorption device can be formed by the edge region of the carrier part and / or optionally by the edge region of the fixing layer. The projection section projects beyond an edge of the first insulation layer and optionally also over an edge of the second insulation layer. Thus, the supernatant portion can be used for mounting the insulation component to a mounting structure. Thus, the insulation component is mounted in a very simple manner. For example, the insulation components can be prepared in a prefabricated manner and then attached to the attachment structure by means of a fastening device such as a bolt, a screw, a rivet or the like. In particular, the sound absorbing device may already be included in the insulating member and need not be separately attached to the fuselage structure of the or the mounting structure of the aircraft or spacecraft.
Die erste Deckschicht und das Trägerteil der Schallabsorptionsvorrichtung können insbesondere in deren jeweiligen Randbereichen miteinander verschweißt, verklebt, vernäht oder vernietet sein. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann vorgesehen sein, dass die jeweiligen Randbereiche durch ein sich durch den Randbereich des Trägerteils der Schallabsorptionsvorrichtung und durch den Randbereich der ersten Deckschicht hindurch erstreckende Befestigungseinrichtung, welche zur Befestigung des Isolationsbauteils an einer Befestigungsstruktur, insbesondere einer Rumpfstruktur eines Luftfahrzeugs, vorgesehen ist, miteinander verbunden sind.The first cover layer and the carrier part of the sound absorption device can be welded, glued, sewn or riveted, in particular in their respective edge regions. Alternatively or additionally, it can be provided that the respective edge regions are provided by a fastening device extending through the edge region of the carrier part of the sound absorption device and through the edge region of the first cover layer, which is provided for fastening the insulation component to a fastening structure, in particular a fuselage structure of an aircraft , are interconnected.
Die Isolationsschicht, insbesondere die erste und/oder die zweite Isolationsschicht, kann insbesondere aus einem offenporigen oder einem geschlossenporigen Material gebildet sein. Insbesondere offenporige Materialien weisen sehr gute Schalldämmungseigenschaften auf. Insbesondere kann als offenporiges Material eine Mineralwolle vorgesehen sein. Hierbei kann bevorzugt Glaswolle verwendet werden. Auch ist ein Schaummaterial als offenporiges Material denkbar. Durch die an der ersten Isolationsschicht und gegebenenfalls an der zweiten Isolationsschicht anliegende Schallabsorptionsvorrichtung können auch geschlossenporige Materialen, insbesondere geschlossenporige Schäume, vorteilhaft als Material für die Isolationsschichten verwendet werden. Dies ist insbesondere in Anwendungsfällen, in denen offenporige Materialien nicht verwendet werden können, vorteilhaft.The insulating layer, in particular the first and / or the second insulating layer, may in particular be formed from an open-pore or a closed-pored material. In particular, open-pore materials have very good sound insulation properties. In particular, mineral wool may be provided as an open-pored material. Here, preferably glass wool can be used. Also, a foam material as an open-pore material is conceivable. By virtue of the sound absorption device applied to the first insulation layer and optionally to the second insulation layer, it is also possible to use closed-pore materials, in particular closed-cell foams, advantageously as the material for the insulation layers. This is particularly advantageous in applications in which open-cell materials can not be used.
Die erste Isolationsschicht und die zweite Isolationsschicht können allgemein aus einem identischen Material gebildet sein. Auch kann die erste Isolationsschicht aus einem von dem Material der zweiten Isolationsschicht verschiedenen Material gebildet sein. The first insulating layer and the second insulating layer may be generally formed of an identical material. Also, the first insulating layer may be formed of a material different from the material of the second insulating layer.
Unter dem Begriff „biegeschlaff” wird hierin allgemein die Eigenschaft einer Komponente oder Struktur verstanden, wonach die Komponente oder Struktur bei einer punktförmigen Lagerung in deren Schwerpunkt eine Durchbiegung aufgrund deren Eigengewicht erfährt.The term "limp" is generally understood herein to mean the property of a component or structure, after which the component or structure undergoes deflection due to its own weight at a point-shaped bearing in its center of gravity.
Unter „niedrigfrequent”, „niederfrequent”, „Niederfrequenzbereich”, „Niedrigfrequenzbereich” oder „im Bereich niedriger Frequenzen” werden hierin Frequenzen, insbesondere von Schallwellen, von kleiner oder gleich 600 Hertz und bevorzugt von kleiner oder gleich 500 Hertz verstanden.By "low-frequency", "low-frequency", "low-frequency range", "low-frequency range" or "low-frequency range" is meant herein frequencies, in particular of sound waves, of less than or equal to 600 hertz and preferably of less than or equal to 500 hertz.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen erläutert. Von den Figuren zeigen:In the following the invention will be explained with reference to the figures of the drawings. From the figures show:
In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the figures, the same reference numerals designate the same or functionally identical components, unless indicated otherwise.
Das Isolationsbauteil
Die
Die Schallabsorptionsvorrichtung
Die Anordnungsfläche
Auf diese Weise können die Schwingungskörper
Die Vielzahl von Schwingungskörpern
Das Trägerteil
Wie in
Die Schwingungskörper
Die Fixierungsschicht
Alternativ zu der Ausbildung durch verschiedenen Fixierungsschichtteile
Wie in
Das Trägerteil
Wie in
In den
Die
Die an der ersten Oberfläche
Wie in den
Wie insbesondere in
Wie in den
Durch die Anordnung zwischen zwei Isolationsschichten
Wie insbesondere in
Wie insbesondere in den
Wie beispielartig und schematisch in den
Die der Randbereich
Alternativ zu den vorgenannten Verbindungsmöglichkeiten der ersten Deckschicht
Wie in
Die erste Isolationsschicht
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Insbesondere sind auch Kombinationen der voranstehenden Ausführungsbeispiele denkbar.Although the present invention has been exemplified above by means of embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in many ways. In particular, combinations of the preceding embodiments are conceivable.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- SchallabsorptionsvorrichtungSound absorption device
- 22
- Trägerteilsupport part
- 2a2a
- erste Oberfläche des Trägerteilsfirst surface of the carrier part
- 2b2 B
- zweite Oberfläche des Trägerteilssecond surface of the carrier part
- 33
- Schwingungskörpervibrating body
- 44
- Fixierungsschichtfixing layer
- 4a4a
- erste Oberfläche der Fixierungsschichtfirst surface of the fixation layer
- 4b4b
- zweite Oberfläche der Fixierungsschichtsecond surface of the fixation layer
- 77
- Anordnungsflächedisposing area
- 7A7A
- UmrandungslnieUmrandungslnie
- 88th
- Ausnehmungenrecesses
- 99
- Ausnehmungenrecesses
- 1010
- Isolationsbauteilinsulating member
- 1111
- erste Isolationsschichtfirst insulation layer
- 11a11a
- erste Oberfläche der ersten Isolationsschichtfirst surface of the first insulation layer
- 11b11b
- zweite Oberfläche der ersten Isolationsschichtsecond surface of the first insulation layer
- 1212
- zweite Isolationsschichtsecond insulation layer
- 12a12a
- erste Oberfläche der zweiten Isolationsschichtfirst surface of the second insulation layer
- 12b12b
- zweite Oberfläche der zweiten Isolationsschichtsecond surface of the second insulation layer
- 1313
- erste Deckschichtfirst cover layer
- 1414
- zweite Deckschichtsecond cover layer
- 1515
- Randbereich der ersten DeckschichtEdge region of the first cover layer
- 1616
- Randbereich der zweiten DeckschichtEdge region of the second cover layer
- 1717
- Rand der ersten IsolationsschichtEdge of the first insulation layer
- 1818
- Rand der zweiten IsolationsschichtEdge of the second insulation layer
- 1919
- Überstandsabschnitt des IsolationsbauteilsProjection section of the insulating component
- 2121
- Trägerfoliesupport film
- 21a21a
-
erste Oberfläche Trägerfolie
21 firstsurface carrier film 21 - 2222
- Verbindungselementefasteners
- 22A, 22B22A, 22B
- Endabschnitte der VerbindungselementeEnd portions of the connecting elements
- 2323
- Rand der TrägerfolieEdge of the carrier film
- 2525
- Randbereich des TrägerteilsEdge region of the carrier part
- 4141
- FixierungsschichtteileFixing layer parts
- 4242
- Fixierungsfoliefixation film
- 4343
- Rand der FixierungsfolieEdge of the fixing foil
- 5050
- Befestigungseinrichtungfastening device
- 101101
- Befestigungsstrukturattachment structure
- T1T1
- Bauteildickenrichtung der SchallabsorptionsvorrichtungComponent thickness direction of the sound absorption device
- T11T11
- Dickenrichtung der ersten IsolationsschichtThickness direction of the first insulation layer
- T12T12
- Dickenrichtung der zweiten IsolationsschichtThickness direction of the second insulation layer
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102008017357 A1 [0003] DE 102008017357 A1 [0003]
- DE 102009032497 A1 [0004] DE 102009032497 A1 [0004]
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DE102009032497A1 (en) | 2009-07-09 | 2011-01-13 | Eads Deutschland Gmbh | Sound insulation for cabin of vehicle, particularly aircraft, is provided with sound insulation index installed at cabin wall for increasing passive insulation in lower frequency range |
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-
2016
- 2016-04-29 DE DE102016207411.3A patent/DE102016207411B4/en active Active
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