DE10213107A1

DE10213107A1 - Verbund-Platten-Resonator

Info

Publication number: DE10213107A1
Application number: DE2002113107
Authority: DE
Inventors: Michael Kraemer; Xuegin Zha; Dietmar Eckoldt; Helmut Fuchs
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2002-03-23
Filing date: 2002-03-23
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2022-03-24
Also published as: DE10213107B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verbund-Platten-Resonator mit einer Schwingplatte 1 aus festem Material, z. B. Kunststoff oder Metall, und einer dahinter angeordneten zweiten Platte 2 aus einem die Schwingung der Schwingplatte 1 bedämpfenden Material, wobei die Platte (2) aus Mineralfasern besteht und in einem Rieselschutz (3) angeordnet ist und lösbar oder fest und flächig oder punktförmig mit der Schwingplatte (1) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbund-Platten-Resonator gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1, wie er aus der DE 195 06 511 bekannt ist.
Tieffrequenter Schall erzeugt in Räumen ein Dröhnen bei den Eigenfrequenzen der Räume. Dieses Dröhnen kann mit großvolumigen bekannten Bauteilen, sogenannte Baßfallen, unterbunden werden. Weil in vielen Räumen diese Baßfallen aus Platzgründen nicht einsetzbar sind, wurden Bauteile entwickelt, die die tiefen Frequenzen bei geringer Bautiefe (nur ca. 10 cm dicke Elemente) ausreichend akustisch absorbieren und ohne künstliche Mineralfasern auskommen. Das sind die Verbund-Platten-Resonatoren nach DE 195 06 511 mit dem Titel "Plattenresonator".
Der Nachteil der Verbund-Platten-Resonator-Module ist, dass sie auf dem Verbund von Metallplatten mit offenzelligen Schaumstoffen basieren, die allesamt brennbar sind und den Brandklassen B3, B2 und bestenfalls B1 nach DIN 4102 zugeordnet sind. Ihre akustische Besonderheit gegenüber herkömmlichen ähnlichen Bauteilen ist, dass die Absorption bei den tiefen Frequenzen < 200 Hz deshalb so gut ist, weil die schwingfähigen Metallplatten am Rande nicht fest eingespannt sind und einen innigen Verbund mit der Schaumstoffplatte haben.
Ein nicht brennbarer Verbund-Platten-Resonator der ähnlich wie der Verbund-Platten- Resonator wirkt, steht bisher nicht zur Verfügung.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher einen nicht brennbaren Verbund-Platten- Resonator zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch den Verbund-Platten-Resonator nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Der Verbund-Platten-Resonator besteht aus schwingfähigen Platten (1) aus Metall, die innig mit Platten aus nicht brennbaren künstlichen Mineralfasern (2) verbunden sind.
Diese künstlichen Mineralfaser-Platten (KMF) sind in den Brandklassen AII und A2 nach DIN 4102 seit langem auf dem Markt. Ihr Nachteil ist, dass die künstlichen Mineralfasern auch aus sehr feinen lungengängigen Partikeln bestehen können, die hygienisch bedenkliche Faserkonzentrationen in Räumen genau dann verursachen können, wenn künstliche Mineralfasern aus den Bauteilen ausgetragen werden.
Durch geeigneten Rieselschutz (3) und geeignete Konstruktion des nicht brennbaren Verbund-Platten-Resonators wird die Möglichkeit, dass Fasern aus dem künstlichen Mineralfaser Absorber in die Raumluft gelangen, ausgeschlossen.

Kurze Beschreibung der Figuren

Fig. 1 zeigt den nicht brennbaren Verbund-Platten-Resonator mit allseits nicht eingespannter Schwingplatte 1 vor der KMF-Platte 2 mit dem Rieselschutz 3. Fig. 1a zeigt die flächige Verbindung der Schwingplatte 1 mit der KMF-Platte durch die Verklebung 5. Fig. 1b zeigt die punktweise Verbindung der Platten 1 und 2 mit Hilfe von Haltestiften 4, die an der Schwingplatte 1 befestigt sind.
Fig. 2 zeigt die Wandbefestigung der nicht brennbaren Verbund-Platten- Resonator-Module gemäß Fig. 1 mit Blechwinkeln 6 und elastischen Zwischenstücken 7 zwischen der Schwingplatte 1 und den Blechwinkeln 6.
Fig. 3 zeigt den nicht brennbaren Verbund-Platten-Resonator in einem Rahmen 8 aus Blech oder Lochblech, Fig. 3a die flächige und Fig. 3b die punktweise Verbindung gemäß Fig. 1a bzw. 1b.
Fig. 4 zeigt einen nicht brennbaren Breitbandabsorber und zwar den nicht brennbaren Verbund-Platten-Resonator in einem Lochblechkorb 11, der an der Wand anliegt und auf Zwischenstücken 7 und Winkeln 9 gehalten wird, und davor einen weiteren porösen Absorber 10 mit Rieselschutz 3, der ebenfalls in dem Lochblechkorb angeordnet ist. Die KMF-Platten 2 und 10 sind verschieden dick ausgebildet zur Absorbierung verschiedener Frequenzen.
Fig. 5 zeigt den Befestigungsstift 4 als Verbindungselement gemäß Fig. 1a, der die Schwingplatte 1 mit der KMF-Platte 2 zusammen mit dem Rieselschutz 3 verbindet. Die Befestigungsstifte 4 sind beispielsweise in einem Abstand a und b gemäß Fig. 6 auf der Schwingplatte angeordnet.
Fig. 6 zeigt oben die Befestigung der Schwingplatte 1 mit Klebedornen 12 mit der KMF-Platte 2. Auch die Klebedorne 12 sind in Abständen z. B. a und b auf der Schwingplatte angeordnet. Die Schwingplatte 1 ist natürlich zum Raum hin angeordnet.
Fig. 7 zeigt eine Möglichkeit der Wand - oder Deckenbefestigung der nicht brennbaren Verbund-Platten-Resonator-Module gemäß Fig. 1 mittels Schrauben 13. Eine Gummitülle 14 und eine Gummiunterlage 15 sollen eine Kopplung von Schwingblech 1 und der Wand oder Decke über die Schrauben 13 unterdrücken.
Fig. 8 zeigt den effektiven Absorptionsgrad eines nicht brennbaren Verbund- Platten-Resonators bei senkrechtem Schalleinfall im Labor gemessen.
Fig. 9 zeigt den Absorptionsgrad eines nicht brennbaren Verbund-Platten- Resonators gemäß Fig. 4, wenn er als Breitbandabsorber ausgebildet ist, gemessen im bedämpften Hallraum der Anmelderin.
Die akustische Wirksamkeit ist von folgenden Parametern abhängig:

- Strömungswiderstand und Elastizitätsmodul der künstlichen Mineralfaser-Platte
- Strömungswiderstand des Rieselschutzes (3)
- Abmessungen (Dicke, Länge und Breite) und Material (z. B. Stahl, Aluminium) der schwingfähigen Metallplatte (1)
- Randeinspannung der schwingfähigen Platte: Ohne Randeinspannung, teilweise Randeinspannung (6), umlaufende Randeinspannung (8)
- Modul-Rahmen (8): Ohne Rahmen, akustisch transparenter Rahmen, geschlossener Rahmen
- Verbindung zwischen der schwingfähigen Platte und der künstlichen Mineralfaser: Ohne Verbindung, punktweise Verbindung (4, 12, 13), flächige Verbindung (5).

Durch konstruktive Merkmale wird gesichert, dass im Brandfalle die schwingfähige Blechtafel nicht aus dem nicht brennbaren Verbund-Platten-Resonator in den Raum fallen kann. Diese Sicherung kann entweder Bestandteil des nicht brennbaren Verbund-Platten-Resonators sein oder durch seine Montage im Raum erfolgen. Durch vorgesetzte Mineralwolle mit Rieselschutz wird erreicht, dass ein nicht brennbarer Breitbandabsorber ähnlich dem in P 197 38 757.8 (reflexionsarmer Raum für den gesamten Hörbereich) beschriebenen entsteht. Solche Absorber werden z. B. für Akustik-Meßräume verwendet.
Die konstruktive Ausbildung des nicht brennbaren Verbund-Platten-esonators ist in den Figuren dargestellt.
In Fig. 1 ist die Verbindungstechnik von Resonatorplatte und künstlicher Mineralfaser- Platte, zum einen als Verklebung (5) und zum anderen als punktweise Verbindung (4) dargestellt.
In Fig. 2 ist die Befestigung des nicht brennbaren Verbund-Platten-Resonators mittels Blechwinkel (6) dargestellt. Die Anzahl der zu verwendenden Blechwinkel richtet sich nach dem Befestigungsort (Wand, Decke, Boden), der mechanischen Belastung, dem Gewicht der Gesamtkonstruktion sowie der Befestigungsmöglichkeit vor Ort.
Fig. 3 zeigt die Befestigung mittels eines Rahmens (8) aus Blech oder Lochblech. Den Rahmen (8) wird man wählen, wenn ein seitliches Eindringen von Schall nicht möglich ist oder unerwünscht.
In Fig. 8 ist der effektive Absorptionsgrad eines Verbund-Platten-Resonators und nicht brennbaren Verbund-Platten-Resonators dargestellt. Die Messung wurde im Labor bei senkrechtem Schalleinfall durchgeführt.
Fig. 4 zeigt den Aufbau des nicht brennbaren Breitbandabsorbers, der aus einem nicht brennbaren Verbund-Platten-Resonator mit vorderseitigem nicht brennbarem porösem Absorber mit Rieselschutz aufgebaut ist. Ein Korb aus Lochblech (11) hält die vorderseitige Absorberschicht über dem nicht brennbarem Verbund-Platten- Resonator. Der Absorptionsgrad des nicht brennbaren Breitbandabsorbers wurde im bedämpften Hallraum gemessen und ist in Fig. 9 dargestellt.
Befestigungsmöglichkeiten der schwingfähigen Platte auf der Mineralwolle-Platte zeigen die Fig. 5-7. Die Verbindung der schwingfähigen Platte kann dabei z. B. mit Befestigungsstiften (4), Klebedornen (12), Schrauben (13) oder gleichwertigen Befestigungsmitteln oder -verfahren erfolgen. Bei Verwendung von Klebedornen oder Befestigungsstiften sollte die Anordnung der Verbindungspunkte gleichmäßig in einem Abstand von a und b (siehe Fig. 6) verteilt sein. Die Abstände a und b sollen dabei 20 cm nicht unterschreiten, um die Plattenschwingungen der schwingfähigen Platte nicht allzu sehr zu behindern.
Für die Wirkungsweise des nicht brennbaren Verbund-Platten-Resonators wird ausdrücklich auf die DE 195 06 511 verwiesen.

Claims

1. Verbund-Platten-Resonator mit einer Schwingplatte (1) aus festem Material, z. B. Kunststoff oder Metall und einer dahinter angeordneten zweiten Platte (2) aus einem die Schwingung der Schwingplatte (1) bedämpfenden Material, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (2) aus Mineralfasern besteht und in einem Rieselschutz (3) angeordnet ist und lösbar oder fest und flächig oder punktförmig mit der Schwingplatte (1) verbunden ist.

2. Verbund-Platten-Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rieselschutz (3) nicht brennbar ausgebildet ist und z. B. aus einem keramischen Material in Form eines Strumpfes besteht.

3. Verbund-Platten-Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die künstliche Mineralfaser-Platte (2) mittels Befestigungsstiften (4) oder Klebedornen (12) mit der Schwingplatte (1) befestigt bzw. verklebt ist.

4. Verbund-Platten-Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingplatte (1) und Mineralfaser-Platte (2) in einem Lochblechrahmen oder -korb (11) mit elastischen Zwischenstücken (7) angeordnet sind.

5. Verbund-Platten-Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingplatte- und Mineralfaser-Platten-Modul (1, 2) mittels Blechwinkeln (6) mit dazwischen liegenden Zwischenstücken (7) an der Wand oder Decke befestigt ist.

6. Verbund-Platten-Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (1, 2) mittels Befestigungsmitteln (13) an der Wand oder Decke befestigt und schalltechnisch mittels elastischen Isolierungen (14, 15) entkoppelt ist.

7. Verbund-Platten-Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder hinter dem Modul (1, 2) ein weiterer poröser Absorber (10) aus Mineralfasermaterial in einem Rieselschutz (3) vorgesehen ist.