DE1422020A1

DE1422020A1 - Platte od.dgl. von hoher akustischer Daemmwirkung

Info

Publication number: DE1422020A1
Application number: DE19591422020
Authority: DE
Inventors: Watters Bill Gene; Kurtze Dr Guenther
Original assignee: Bolt Beranek and Newman Inc
Current assignee: Bolt Beranek and Newman Inc
Priority date: 1959-03-23
Filing date: 1959-12-29
Publication date: 1969-11-06
Also published as: CH371272A; US3087570A; GB943256A; BE587327A; FR1246694A; DE1165894B; DE1422020B2

Description

. %^umi-%!/u

inri

PATENTANWALT DIPL.-1NG. R. MOLLER-BORNER PATENTANWALT DIPL..ING. HANS-H. WEY BE RLI N-DAHLEM 33 . POO BI ELS KlALLEE 6β 8 M 0 N C H EN 22 · Wl D E N M AYE RSTRAS S E TELOJlI . W2907 · TELEGR. PROPINDUS · TELEX 01 «05? TEL. 0811 . 225585 . TELEGR. PROPlNDUS . TaEX 0524244

P H 22 020.3

Bolt, Beranek
and Newman

Platte o.dgl. von hoher akustischer Dämmwirkung

Die Erfindung betrifft eine Platte o.dgl. von hoher akustischer Dämmwirkung mit zwei in Abstand voneinander gehaltenen, wenigstens stellenweise miteinander verbundenen und einen mittleren Plattenteil einschließenden Deckflächen.

Schallheumende Drennwandelemente sind bekannt, die aus zwei Sahinengerüstplatten mit diese ganzflächig verbindendem Schaumgummi, Schaumkunststoff oder anderen weichfedernden Stoffen bestehen, was jedoch nicht zu einer besonders hohen Schalldämmwirkung führt, da die Rahmengerüstplatten, insbesondere bei höheren Prequenzen, als eine Auswirkung der Anregung von 3iege- ™ wellen in ihnen akustische Energie abstrahlen, sobald die Biegewellengeschwindigkeit die Schallgeschwindigkeit in der umgebenden Luft oder dem sonstigen Umgebungsmedium überschreitet. Die^e Bedingung tritt fast imuer auf, da die G-eschwindigkeii; von Biegewellen mit der Quadratwurzel aus der Frequenz ansteigt. Bei solchen mehrschichtigen Platten kann die Biegeweile in eine dchubwelle übergehen, deren Geschwindigkeit zwar frequenzunabhängig, aber im allgemeinen größer als die

' - 2 3098A5/0080

Scliallgeschwindigkeit in Luft ist. Unter solchen Bedingungen strahlen derartige zusammengesetzte Platten akustische Energie ab, so daß ihre Schalldämmwirkung, namentlich bei höheren Frequenzen, zu wünschen übrig läßt.

Die gleiche Feststellung gilt aus den gleichen G-ründen auch für zahlreiche andere bekannte mehrschichtige Platten. Sie wird auch nicht dadurch hinfällig, daß man, wie das bei bekannten Leichtwandplatten geschieht, eine zweischalige ,/andplatte verwendet, die einen Hohlraum einschließt und an einigen versetzt angeordneten Stellen durch Verbindungsstücke zusammengehalten wird, die aus dem gleichen schalldämmenden Werkstoff wie die beiden AuUenschalen bestehen.

Der genannten Einschränkung unterliegen auch bekannte matten- oder plattenförmige Dämmstoffe, die aus mehreren, übereinandergeschichteten Lagen verschiedener Werkstoffe bestehen, von denen mindestens eine aus Bitumenfilz oder Bitumenkorkfilz gebildet int, während die übrigen aus Luftkammern enthaltenden oder solche bildenden Stoffen, wie Wellpappe, bestehen.

Auch gelingt es nicht, den erwähnten Mangel schon dadurch zu beheben, daß zwei Schalen ohne starre Verbindung unter Verwendung sc::,valbemjehwanzf ."rmiger, mit einem elastischen V/erkstoff entnalxender, Zv/ioohenraum ineinandergreifender Keile zusammengebaut „eraen, wie dies ebenfalls zur 3rzielung eines schalldämmenden Bauelements für lüont age wände, T'iren u.dgl. oekannt ist.

Eine bekannte luft schallisolierende Zwischenwand, die zwei in einem Abstand voneinander stehende, parallele Schalen aufweist, die durch-mindestens auf

- 3 9 09 84 57 0 080

einem Teil ihrer Länge aus schalltotem Material bestehende Bistanzkörper miteinander verbunden sind, läßt ebenfalls das Auftreten der erwähnten Bchallabstrahlenden Biegewellen bei'höheren Frequenzen nicht vermeiden.

Dies gilt auch für bekannte schall- und erschütterungsisolierende Bauelemente, die aus einer von einer zement- oder kunststoffhaltigen Masse gebildeten Schicht und einer porenhaltigen, mit einer Gummischicht verbundenen Zwischenschicht in mehrfacher Folge bestehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Platte der eingangs erwähnten Art anzugeben, die auch für hohe Frequenzen des zu dämmenden Schalls eine hohe Dämmwirkung aufweist und insbesondere die bisher praktisch unvermeidbare Abstrahlung infolge Anregung von Biege- oder Schubwellen in der Platte weitgehend ausschaltet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Platte der eingange erwähnten Art dadurch gelöst, daß die Deckflächen aue Metallblech o.dgl. bestehen und durch Blöcke aus weiohfaserartigem λ Werkstoff, z.B. aus Weichfaserplatten, Gips oder Gipsmörtel voneinander getrennt sind, daß der Elastizitätsmodul in Längsrichtung der Blöcke kleiner ist als der Elastizitätsmodul in Längsrichtung der Deckflächen, daß unter Berücksichtigung der Beziehung c_o = /u/p , in der ο die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Iransversal-(oder Schub-)wellen in der Platte, /u der Schub-

909845/0080

modul· der Blöcke und j> ihre Dichte ist, die Bemessung, Ausbildung und Anordnung der Teile der Platte so getroffen wird, daß die Fortpflanzungsgeschwindigkeit c_a der Transversal-(oder Schub-)wellen in ihr wesentlich kleiner, nämlich 7/10 bis 2/3 oder 1/2, ist als die Schallgeschwindigkeit c_Q in luft oder dem sonstigen Umgebungsmedium und daß die mechanische Querresonanzfrequenz f der Platte,oberhalb des abzudämmenden Frequenzbereichs liegt, wobei die Blöcke an ihren Vereinigungsstellen mit den Deckflachen einen maximalen Abstand von 10 cm voneinander haben und eine Masse je Flächeneinheit M¹ und eine Biegesteifheit B' bezogen auf die höchste Frequenz f„ der zu dämmenden Schwingungen aufweisen, die im wesentlichen der Beziehung ο (!'/Β') ' >2zrt genügen.

Dabei ist es zur Verbesserung der Dämmwirkung der Platte zweckmäßig, wenn in den Deokflachen das Verhältnis der wirksamen Dichte zu der wirksamen Biegesteifigkeit.groß genug bemessen ist, um bei einer über der höchsten Frequenz des vorgegebenen Frequenzbereiches liegenden akustischen Frequenz die Biegegeschwindigkeit in den Deckflächen im wesentlichen gleich der. Schallgeschwindigkeit in dem Außenmedium zu machen.

Allgemein empfiehlt es sich, die Platte so auszubilden, daß die Länge der unabgestützten Deckschichtteile kleiner als die Biegewellenlängen des vorgegebenen Frequenzbereiches ist.

909 8A5/00 80

_ ς —

Eine zusätzliche Dämmwirkung läßt sich dadurch erzielen, daß die Hohlräume zwischen den Blöcken wenigstens teilweise mit einem Material hoher Masse und geringer Steifigkeit, beispielsweise Sand o. dgl. gefüllt sind.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an Hand der einige Ausführungsformen der Erfindung darstellenden Zeichnung näher erläutert. Ea zeigen:

Pig. 1 einen Teilquerschnitt durch eine übliche homogene Platte,

Pig. 2 eine ähnliche Ansicht einer abgeänderten Bauweise, die so bemessen und eingerichtet werden kann, daß sie gemäß dem der Erfindung zugrunde liegenden Phänomen arbeitet,

Pig. 3 eine graphische Darstellung, die die Schalldämmung der gemäß der Erfindung gebauten Platten u.dgl. der der bisher bekannten Bauarten gegenüberstellt,

Pig. 4 eine perspektivische Teilansicht einer Ausführungsform der Platte,

Pig.4a eine wie in Pig. 4 dargestellte Teilansicht der gleichen Ausführungsform im übertrieben dargestellten deformierten Zustand, ■

Pig. 5 eine perspektivische Teilansicht einer anderen AusfUhrungsform der Platte und

9098 A 5/0080

Bad original

fig. 6 die experimentell ermittelte Schalldämmkurve einer in der bevorzugten Bauweise nach Fig.4 hergestellten Platte.

Es ist bekannt, daß zur Erzielung einer hohen Schalldämmung einer Wand ο.dgl. eine große Masse je Flächeneinheit erforderlich ist. Jedoch ist die Funktion der Biegesteife der Wand oder, was' dem entspricht, der Iransversalwellen-Geschwindigkeit, dabei genau so wichtig wie die Funktion der Masse. "»Venn die dynamische Steifheit einer Wand groß genug ist, oder wenn die Geschwindigkeit der Transversalwellen groß genug ist, dann wirkt die ,/and nicht mehr als hemmende Masse, und die Schalldämmung nimmt ab. Beispielsweise wird in Fig. 3, in der die Schalldämmung als Ordinate und die Frequenz als Abszisse aufgetragen sind, die normale Zuwachsrate--, der Schalldämmung mit der Frequenz (gestrichelte Kurve I) bei der kritischen Frequenz f unterbrochen, bei der die Biegewellengeschwindigkeit der Schallgeschwindigkeit in Luft oder einem sonstigen Umgebungsmedium gleich ist, so daß Koinzidenz eintritt. Die entstehende Abstrahlung der #and erzeugt den Knick P der "Punfct--3tric.ii-K"urve IV, so daß die Schalldämmung im Beispiel nach Fig. 5 in einem bedeutenden Frequenzbereich von etwa 9C-0 eis Jooo Hz" >veit:a.xiend verringert ist. BezJ-glicr. -jer .-,Oi.alldämmung ist außerdem die Größe der inneren Dämpfung des 7/ändmaterials im allgemeinen von geringerer üeaeutung als die-Masse.oder die Steifheit.

Sonstige, in gleicher !/eise lästige "IT-tcen.virkun^-en¹¹ treten auch im Falle einer verhältnismäßig steifen tfand, .vie beispielsweise der Metall- ode-r sonstigen" Platte 1 nach Fig. 1 , auf, die bei einer biegeweiener.

909845/0080

Wand gleichen Gewichtes weitgehend fehlen. Beispielsweise .verden von einem entfernten Punkt übertragene, durch Bauteile übermittelte Schwingungen (z.B.Maschinengeräusche, Trittschall usw.) von einem steifen Bauteil viel stärker abgestrahlt. Dies geschieht einfach deshalb, weil zwischen dem Bauteil 1 und der umgebenden Aussenluft eine wirksamere Kopplung besteht, sofern die Geschwindigkeit der Transversalwellen im Bauteil 1 der Schallgeschwindigkeit in Luft vergleichbar ist oder diese übertrifft. In gleicher V/eise ist aus dem gleichen Grunde von einer steifen Platte 1 eine stärkere Abstrahlung von Körperschall zu erwarten.

Wenn eine Wand als eine rein akustische Vorrichtung betrachtet werden könnte, dann wäre es theoretisch verhältnismäßig einfach, eine hohe Schalldämmung zu erzielen, indem man ein Material mit einem hohen Verhältnis von Dichte (Masse je Flächeneinheit) zu Elastizitätsmodul, wie beispielsweise Blei, Stahl oder Glas, (bei abnehmender Größenordnung dieses Verhältnisses) wählt, bei denen die Geschwindigkeit der Biegewellen für die meisten Zwecke hinreichend klein ist. Andererseits kann man eine Wand, beispielsweise aus Sperrholz o.dgl. verwerten, deren Biegesteife durch das Einschneiden von dicht nebeneinanderliegenden Rillen, die sich über einen Teil der Dicke der Platte erstrecken, verringert worden ist.

Es werden aber an die meisten Wände sowohl akustische als auch baustatische Forderungen gestellt. In vielen Beispielen ist ein Verhältnis zwischen Masse und Steife, das für eine gute akustische Wirksamkeit groß genug ist, für die geforderten mechanischen oder baustatischen Eigenschaften zu groß. Die akustischen und

909845/0080

mechanischen Erfordernisse sind ;)©doch nicht immer unvermeidlich entgegengesetzt. Die meisten mechanischen Forderungen werden nur für die Frequenz Null oder für sehr tiefe Frequenzen gestellt. Beispielsweise sollte eine Zwischenwand starr genug sein, um der statischen Kraft einer sich an sie lehnenden oder gegen sie fallenden Person standzuhalten, oder im Falle von Flugzeugbauteilen ο «dgl." müssen diese starr genug sein, um tieffrequenten atmosphärischen Druckwechseln zu widerstehen. Wenn man eine Wand mit einer hohen statischen, jedoch niedrigen dynamischen Steifheit im Bereich der hörbaren Frequenzen ersinnen könnte, so wären sowohl die akustischen als auch die mechanischen Bedingungen in wirksamer Weise erfüllt.

Schall kann in Bauteilen in SOrM von Biege- und Dehnwellen fortgepflan2it werden. Im wesentlichen sind nur die Biegewellen mit seitlichen Auslenkungen verbunden, die eine zum Einwirken auf das benachbarte Medium (Ümgebungsmedium) ausreichende Größe haben. Die Dehnwellen sind nur insofern von Bedeutung, als sie z.B. an Eoken in Biegewellen umgewandelt werden können* Die FortpflanzungBgeaehwiadigkeit O₁₃ von Biegewellen in isotropen Platten, wie beispielsweise der Platte 1, ist gegeben durch

fä ^ (D

wo ω die Kreisfrequeue, B die Biegesteife und M die Masse je Flächeneinheit der Wand bedeuten. Da 0- eioh mit ηίω ändert, kann man stets eine kritische Frequenz' f₀ (Fig. 3) finden, oberhalb derer die Biegewellengesohwindigkeit die Schallgesohwindigkeit in Llift über-

trifft und die Bin(Wechsel-)wirkung eintritt. Nur für dünne, schwere isotrope Platten kann diese kritisch© Frequenz ausreichend hoch sein, ao daß im bauakustisoh interessierenden Bereich der Einfluß der Steife bei den meisten schalldämmenden Anwendungen beseitigt ist.

Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit o_a von reinen Transversal- (oder Schub-)wellen, die im allgemeinen nur in unendlich ausgedehnten Festkörpern auftreten, ist gegeben durch

⁰S

//a/p (2)

wo αχ den Schubmodul und y die Dichte des Materials darstellen. Sohubwellen zeigen keine Dispersion, so daß, wenn man erfindungsgemäß Platten verwendet, die die Fortpflanzung von Schubwellen mehr begünstigen als die von Biegewellen, diese Platten gute schalldämmende Eigenschaften haben unter der Voraussetzung, daß die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Schubwellen wesentlich kleiner ist als die Schallgeschwindigkeit in Luft oder einem sonstigen ümgebungs-Medium.

Da eine homogene isotrope Platte nicht gleichzeitig große Biegesteife und geringe Schubsteife haben kann, sind solche Platten offensichtlich nicht in der lage, dem vorliegenden Problem gerecht zu werden. Jedooh können geschichtete Platten aus in geeigneter Vieise erfindungsgemäß gestalteten Schichten die gewünschte Kombination von Steifheitseigenschaften bringen. Dies ist beispielsweise bei einer Platte o.dgl. der Fall, die aus einem weichen, d.h. schubelastischen, Jedoch

- 10 -

909845/0080

-.' ίο -

nahezu inkompressiblen inneren Kernmedium 5, beispielsweise aus Gummi o.dgl. besteht, das, wie bei 3, 3% in Fig· 2 gezeigt, zwischen zwei steifen Verkleidungs- oder Deckflächen, Platten oder Häuten sandwichartig angeordnet ist. Die dünnen Deckflächen 3 und 3* können beispielsweise Metallbleche sein.. Das Biegen einer solchen Platte 3-5-3' in ihrer Gesamtheit würde die Dehnung Oder das Zusammendrücken der verhältnismäßig steifen Häute oder Deckflächen 3 und 3' erfordern, während eine Schubverformung der zusammengesetzten Platte 3-5-3' das Scheren des Kernmaterials 5 und das Biegen der dünnen Metallplatten erfordern würde. Somit ist also eine solche geschichtete Platte 3-5-3' beim Biegen beachtlich steifer- als beim Scheren, und man kann somit erwarten, daß oberhalb einer bestimmten Grenzfre&uenz, die, wie später näher zu erläutern, durch geeignet® Bauweise der Platte eingestellt werden kann, eher Schubwellen als Biegewellen auftreten. Die Verkleidungen oder Deckflächen 3, 3' können die zur Erzeugung von Schubwellen notwendigen Randbedingungen schaffen. Es kann damit zusammenfassend festgestellt werden, daß auch in dünnen Platten Schubwellen auftreten können, wenn diese Platten eine geschichtete Struktur oder gleichwertige Bauart gemäß der Erfindung haben, die für die interessierenden Frequenzen Schubverformungen mehr begünstigt als Biegeverformungen, indem beim Auftreffender Schallwellen eine Schubverformung des mittleren Plattenteils, nämlich der Blöcke 5, wie in Fig. 4a übertrieben dargestellt, verursacht wird, · ohne daß eine nennenswerte Deformation der Deckflächen 3, 3* eintritt, die sich" im wesentlichen nur parallel zu sich selbst verschieben.

909845/0080

Der Forderung, daß das Innen- oder Kernmaterial oder -medium 5 beim Scheren weioh, Jedoch unzusainmendrüokbar sei, ist etwas schwer zu genügen. Geeignetes Material, wie Gummi und Kunststoffe, scheint für die meisten Anwendungen viel zu teuer zu sein, und billiges Material, wie Paserplatten, mit einer geringen Sohersteifheit besitzt leider eine beachtliche Zusammendrückbarkeit. Solche zusammendrückbaren Kerne haben zwei Hauptnachteile. Erstens neigen sie zur Verringerung der Statischen Biegesteife, indem sie das Verändern des Abstandes zwischen den Deokflachen 3» 3' zulassen, und zweitens führen sie zu einer mechanischen Doppelwand-Querresonanz bei einer unerwünscht tiefen Frequenz, wodurch die Schalldämmung der Platte beträchtlich verringert wird.

Die mit den zusammendrückbaren Kernen zusammenhängenden Schwierigkeiten können durch Versteifung dieser Kerne senkrecht zur Deokfläohen- oder Plattenoberfläohe beseitigt werden« Diea kann durch Verwendung von anisotropem Kernmaterial, wie nachstehend im Zusammenhang mit den Ausfübrungsformen nach Fig. 4 und 5 behandelt, oder durch eine Anzahl von starren Brücken swisohen den Platten erfolgen, damit die Frequenz der Doppelwand-Reeonanz erhöht wird, ohne daß die Sohubsteife dee Kernes größer wird f

Die zur Erzeugung der der Erfindung zugrunde liegenden Phänomene wesentlichen Kriterien sind vielfältig* Zunächst darf die Geschwindigkeit der Sohubwelle la Innenmedium 5 angenähert sieben

- 12 -

Ö0984S/0C80

,Zehntel der Schallgeschwindigkeit in Luft oder sonstigem die Platte umgebendem Medium nicht überschreiten, und sie soll vorzugsweise nicht größer als zwei Drittel sein. Dies,erfordert, wie aus der vorstehenden Gleichung (2) ersichtlich, ein ausreichend niedriges Verhältnis von Schubmodül zur nachstehend mit Innenmediumdichte bezeichneten Dichte des mit den Deckflächen 3, V belegten Kernmediums 5. Die Kurve II von Fig. 3 zeigt, daß bei einer solchen Begrenzung, bei der die Sohubwellengeschwindigkeit etwa halb so groß wie die Schallgeschwindigkeit in Luft iat, die Schalldämmung nur wenig von der Kurve I abweicht.

Zweitens muß die als die Longitudinalsteife des scherbaren oder effektiv schwerbaren Teiles des Innenmediums definierte effektive Longitudinalsteife des Innenmediums, also z.B. der Blöcke 5» klein sein gegen die Longitudinalsteife (Elastizitätsmodul) der inneren oder äußeren Deckflächen 3, 3' zur Erfüllung der vorerwähnten Schubwellen-Randbedingung.

Zum Erzielen der weiteren Eigenschaft einer hohen kritischen Frequenz CU_n (= 2. π f 'J» Fig. 3» bei der die Deckflächen 3, 3' selbst abstrahien (d.H., bei der die Biegegesehwindigkeit in ihnen mit der Schallgeschwindigkeit c_Q im Umgebungsmedium vergleichbar wird oder mit dieser zusammenfällt)! kann das Verhältnis der {Reichung (1) erneut Wie folgt ausgedrückt werden

¹/² (3)

9^9845/0080

wo M¹ und B* die Verkleidungsmasse je Flächeneinheit bzw. die Biegesteife bedeuten und O^ 2π-mal die interessierende Höohstfrequenz in dem Frequenzbereich, in dem hohe Schalldämmung gefordert wird, beträgt.

letztlich müssen, wenn gewährleistet sein soll, daß die Schalldämmung innerhalb des gewünschten Frequenzbands nicht durch mechanische Doppelwandresonanz in Querrichtung zwischen den inneren und äußeren Deckfläohen verringert wird, die Dicke der Platte zwischen diesen Deckflächen und die Parameter des Kerns 5 so gewählt werden, daß auch die mechanische Querresonanzfrequenz f oberhalb dieses Frequenzbereiches liegt. So zeigt in Fig. 3 die Kurve V einen Knick P¹ in der Schalldämmkurve, der bei einer Frequenz f oberhalb der 5000 Hz betragenden oberen Grenze des hier interessierenden Frequenzbandes auftrifft.

In Fig. 4 ist eine zweckmäßige Platte o.dgl. dargestellt, die aus einem Paar beiderseits ein anisotropes Kernmedium aus Weichfaserplatten 5 sandwichartig einschließender Deckflächen 3, .3¹, beispielsweise aus Stahlblech o.dgl., gebaut ist. Weichfaserplatten sind normalerweise so in Schicht- oder Lamellenform aufgebaut, daß die Kompressibilität zwischen zur Kernfläche parallelen Ebenen beispielsweise hundert- oder mehrfach größer ist als senkrecht dazu. Zur Verwendung ala Kern können die Weichfaaerplatten zerschnitten und wieder zusammengeleimt oder sonstwie in der Weise befestigt werden, daß ursprünglich zu den Oberflächen parallele Ebenen senkrecht zu den Ebenen der Deckflächen 3, 3¹ zu liegen kommen. Diese Anordnung ergibt

- U -. 909845/0080

bei hoher Doppelwandresonanz eine niedrige Schubsteife, im Einklang mit den gestellten Forderungen.

Die mit solchen Bauarten unter Verwendung von 0,1 cm dicken Stahlplatten 3, 3' von etwa 1 m Länge erzielten Meßergebnisse zeigen, daß die &eschwindigkeit der Trans versalvve Ilen zwischen 100 und 2000 Hz fast konstant ist und in der Größenordnung von 1/2 Schallgeschwindigkeit in Luft liegt.

Der vorstehend beschriebene zusammengesetzte Kern ergibt jedoch nur in einer Richtung eine niedrige Schubsteife, so daß eine breite Platte mit den gewünschten Eigenschaften nicht so leicht gebaut werden kann wie eine schmale Platte oder eine Stange. Zum Erzielen einer breiten Platte mit niedriger Schubsteife in allen Richtungen in der Plattenebene kann das Faser- oder sonstige Kernmaterial 5 in regelmäßigen Abständen eingeschnitten werden.

Eine zweite Möglichkeit besteht darin, den Kern mit in regelmäßigen Abständen angeordneten Schlitzen oder Hohlräumen 2 zu versehen. Die Hohlräume 2 sind an ihren Enden 2· verbreitert, so daß die Abschnitte der Deckflächen 3, 3' ungestützt sind. In einer solchen Platte wird das Verhältnis von Biegesteife zu Schubsteife durch geeignete Wahl der geometrischen Form, wie gezeigt, abgestimmt. Schubverformungen der Platte treten bei dieser Anordnung auf durch Biegung der ungestützten Aböchnitte 4 der Deckflächen und nicht durch Scheren dea Ker&materials» das ja nicht zusammenhängend ist. Solange diese Abschnitte 4 eine im Vergleich zur Biegewellenlänge" kleine Länge haben,

ist die Schubsteife der Platte von der Frequenz unabhängig» und die Platte kann behandelt werden» als wenn sie wirklich Schubdeformationen erleidet. Man kann also die Wirkungsweise als der effektiven Schubwellenfortpflanzung entsprechend behandeln* Die Schubsteife des Bauteiles nach Fig. 4 wird also viel mehr durch die Biegesteife der ungestützten Abschnitte 4 der Deokflächen als durch die Eigenschaften des Kernmaterials selbst bestimmt. Bei geeigneter Wahl der Abmessungen kann auf diese Weise eine Platte hergestellt werden, die praktisch die gleiche Dispersionskurve der Transversalwellengeschwindigkeit aufweist wie die zuerst beschriebene.

Mit einem dem in Fig. 4 gezeigten Bauteil ähnlichen Bauteil durchgeführte Versuche mit Stahl-Deckflächen 3, 3¹ von 0,1 cm Dicke, einem Faserplattenkern 5 von 3,8 cm Dicke und 2 cm auseinanderliegenden Kerbschnitten 2 von 0,8 cm Breite ergaben die in Fig. 6 wiedergegebene Schalldämmkurve. Diese experimentell ermittelte Kurve liegt nur geringfügig unterhalb der theoretischen Massegesetz-Kurve. Der Knick bei etwa 8000 Hz wird durch die oberhalb des interessierenden akustischen Frequenzbandes liegende Doppelwand-Querresonanz verursacht.

In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform veranschaulicht, bei der Stuck- oder sonstige Platten auf einen ähnlich wie in Fig. 4 strukturierten harten, unterbrochenen Kern aufgebracht sind, wobei die verbleibenden Hohlräume 23 mit verhältnismäßig weichem Material, beispielsweise Holzfasern o.dgl., gefüllt sind. Die gleichen, vorstehend behandelten Kriterien treten

- 16 909845/0080

dabei auf, wobei die Decfcflachen 13» 15* einen größeren Elastizitätsmodul -haben müssen als das weiche Material 23, und wobei die effektive -Schub«? - ,.

wellengesohwindigkeli; ia wesentlichen.kleiner als sieben Zehntel der SchallgesehiwinÄigkeit in jJuft oder einem sonstigen Umgebungsjaedlüm sein

Patentansprüche t

Pr -■11 711

909645/0080

Claims

Patentansprüche ι

Platte ο.dgl. von hoher akustischer Dämmwirkung mit zwei in Abstand voneinander gehaltenen, wenigstens stellenweise miteinander verbundenen und einen mittleren Plattenteil einschließenden Deckflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Deokflachen (3, 3') aus Metallblech ο»dgl. bestehen und duroh Blöcke (5) aus weiehfaserartigem Werkstoff, z»B. aus Weiehfaserplatten, ßlpa oder Gipsmörtel, voneinander getrennt sind, daß der Elastizitätsmodul in Längsrichtung der Blöcke (5) kleiner 1st als der Elastizitätsmodul in Längsrichtung der Deofcflachen (3, 3*)» daß unter Berücksichtigung der Beziehung o_s * Ym/9 * in der o_ die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der fransversal-(oder Schub-)wellen in der Platte, /U der Sahubmodul der Blöcke (5) und γ ihre 3>iohte ist» die Bemessung, Ausbildung und Anordnung der feile der Platte so getroffen wird, daß die Fortpflanzungsgeschwindigkeit C₈ der Transversal-(oder Schub-)wellen in ihr wesentlich kleiner, nämlich 7/10 bis 2/3 oder 1/2, ist¹als die Schallgeschwindigkeit c in Luft oder dem sonstigen Umgebungsmedium und daß die mechanische Querresonanzfrequena f. der Platte oberhalb des abzudämmenden Frequenzrbereiehjr l%egt» wobei die Blöcke (5) βΛ ihren Ver?»l einigungastellen mit den Deabflachen (3, 3') einem; maximalen Abstand von 10 ca voneinander haben und eine Masse ,je Flächeneinheit M* und eint Biegesteifheit I* bezogen aui die hfronsie Frequenz der, zu dämmenden Schwingungen aufweisen» die lader Beziehung ο (Sä

909845/0080 ORi©jnal
2. Platte ο,dgl. nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Beckflächen (3, 3*) das Verhältnis der wirksamen Dichte zu der wirksamen Biegesteifigkeit groß genug harnessen ist» um bei einer über.der höchsten Frequenz des vorgegebenen Frequenzbereiches liegenden akustischen frequenz die BiegegQsohwindigkeit in ä@& 3)eekflachen im wesentlichen gleich der Schallgeschwindigkeit in dem Außenmedium au machen«

3* Platte ο ,dgl» nach Anspruch 1 ader 2_t dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der unabgestützten Beoksohiohlfteile (4) kleinem als die Biegewellenlängen des vorgegeböntn Frequenzbereiches ist·

Φ« Platte ο♦dgl* nach den Ansprüchen 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet _t daß di# Hohlräume zwischen den Blöcken (S) wenigstens teilweise mit einem Material hoher Mast© und, geringer beispielsweise 0and ö*dgl«gefüllt

- If 7t τ