DE19536562A1 - Schallschluckender Körper - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen schallschluc­ kenden Körper, vorzugsweise zur Verkleidung einer Gebäudefläche, mit einer plattenförmigen Stirn­ seite, die mit Öffnungen versehen ist und einem durch sie begrenzten Volumen im Körper inneren sowie auf geeignete Werkzeuge und Verfahren zu seiner Herstellung.

Die äußeren und inneren Oberflächen von Gebäuden werden zur Beeinflussung ihrer optischen, thermi­ schen, brandschützenden und akustischen Eigenschaf­ ten häufig mit Verkleidungen versehen, wobei insbe­ sondere bei Innenwänden und Decken die schall­ schluckenden Eigenschaften der Verblendung im Vor­ dergrund stehen. Im Stande der Technik bekannte schallschluckende Körper umfassen in der Regel Hohlräume, die mit einem aus Fasern bestehenden oder porösen oder folienartigen Dämmaterial ausge­ füllt sind. Speziell Faserwerkstoffe, beispiels­ weise Mineralfaserplatten, sind jedoch aufgrund der Abgabe lungengängiger Mikropartikel gesundheitlich bedenklich und für die Verwendung in Reinräumen, beispielsweise zur Produktion von Mikrochips, unge­ eignet. Auch bei ihrer Montage sowie gegebenenfalls erforderlichen Reparaturarbeiten sind Maßnahmen zu ergreifen, etwa die Verwendung von Atemschutzmas­ ken, die die Installateure von gesundheitlichen Ge­ fahren durch Abrieb und Austragung der Fasern aus den mechanisch empfindlichen Werkstoffen schützen.

Diese Nachteile lassen sich mit sogenannten Mem­ branabsorbern vermeiden (Rundfunktechnische Mittei­ lungen 36 (1992) H. 1). Sie sind aus Platten mit einem geringen Perforationsgrad von 0,5 bis 2% aufgebaut und umfassen Hohlkammern mit einer Tiefe von 50 bis 100 mm sowie eine engmaschige Waben­ struktur. Daher sind sie in der Fertigung aufwendig und kostenintensiv und beanspruchen ein großes Vo­ lumen.

Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung zur Aufgabe gestellt, einen schallschluckenden Körper ohne poröses oder faserhaltiges Dämmaterial zu entwickeln, dessen Herstellung einen geringen Auf­ wand erfordert, sowie dazu geeignete Werkzeuge und Verfahren anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Querschnittsfläche der Öffnungen kleiner oder gleich 2 mm² ist.

Um insbesondere die vornehmlich als störend empfun­ denen hohen Schallfrequenzen effektiv zu dämpfen, weist die Stirnseite des vorgeschlagenen, schall­ schluckenden Körpers Öffnungen im Durchmesser um einen Millimeter auf, d. h. die Querschnitte der Öffnungen betragen maximal 2 mm². Die Öffnungen verbinden ein schallschluckendes Volumen im Inneren des Körpers mit dem Raum, in dem eine Dämpfung der Lautstärke erfolgen soll. Die Wirkungsweise besteht dabei vor allem in einer Schallbeugung und -streu­ ung in den Öffnungen. Ein poröses oder aus Fasern bestehendes Dämmaterial ist zum Ausfüllen des Kör­ pers nicht erforderlich. Weitere Vorteile des er­ findungsgemäßen Körpers sind insbesondere ein ge­ ringer Aufwand seiner Herstellung und entsprechend geringe Kosten.

Der Körper besteht in der Regel aus einem plastisch deformierbaren Material, vorzugsweise ebenem oder gewelltem Blech mit einer Dicke bis etwa 2 mm, in das Öffnungen im Stande der Technik in der Regel durch Stanzen eingebracht werden. Dabei ergibt sich jedoch das Problem, daß das Ausstanzen einer Öff­ nungen mit einem Durchmesser, der etwa der Materi­ aldicke entspricht, zu einer starken Abnutzung des Werkzeugs führt, was die Fertigung erheblich ver­ teuert. Es ist technisch einfacher und für das Werkzeug schonender, wenn kein präzises Ausstanzen der Öffnung unter Beibehaltung der Werkstückgestalt in ihrer Umgebung erfolgt, sondern eine Verformung zugelassen wird. Daher sind die Öffnungen des vor­ geschlagenen Körpers in Erhöhungen und/oder Vertie­ fungen seiner Stirnseite angeordnet. Vorteilhafte Folge ist eine verlängerte Standzeit der Werkzeuge bei der Herstellung. Denkbar sind beliebige Formen der Vertiefungen, die in ihrem Querschnitt auch an­ nähernd geometrisch Gestalten wie Quadrate, Rechtecke oder Kreise annehmen können.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung verlaufen die Öffnungen im Winkel zur Stirnfläche des Körpers, d. h. sie sind seitlich in die Ränder der Erhöhungen bzw. Vertiefungen eingebracht. Denk­ bar ist speziell, daß Öffnungen im rechten Winkel zur Stirnfläche des Körpers verlaufen, so daß sich einem Betrachter bei senkrechter Blickrichtung eine geschlossene Stirnfläche des Körpers darbietet.

Wesentlich verbessern lassen sich die schallschluc­ kenden Eigenschaften, indem vor der Stirnfläche des Körpers in definiertem Abstand eine Membran ange­ ordnet ist.

Eine geeignete Umformungsvorrichtung zur Herstellung der Stirnfläche eines erfindungsgemäßen, schall­ schluckenden Körpers aus einem plastisch deformier­ baren Material umfaßt ein Werkzeug, das vorzugs­ weise in einer Presse senkrecht zur Werkstückober­ fläche in sie hinein beweglich ist. Die auf das Werkstück zuweisende Oberfläche des Werkzeugs ver­ läuft im spitzen Winkel zu seiner Bewegungsrich­ tung. Dabei ist nicht erforderlich, daß es sich um eine durchgehende oder ebene Oberfläche handelt; beispielsweise sind auch Oberflächen mit Schneiden, Kanten oder Spitzen denkbar. Die Eindringtiefe des Werkzeugs in das Werkstück ist geringer als die Ausdehnung der im Winkel zur Werkstückoberfläche verlaufenden Fläche in Bewegungsrichtung. Entspre­ chend wird der angeschrägte Oberflächenteil nicht vollständig in das Werkstück eingebracht, so daß sich seine Abnutzung erheblich verringert und die Standzeit in der Folge erhöht.

Geeignete Werkzeuge sind insbesondere axial beweg­ liche Keile, die nur im Bereich ihres Scheitels auf das Werkstück einwirken und eine Öffnung in dem plattenförmigen Körper erzeugen. Alternativ sind axial bewegliche Zylinder verwendbar, deren Stirn­ fläche in spitzem Winkel zu ihrer Achse verläuft. Bei ihrem teilweisen Einpressen in eine Platte ent­ stehen halbkreisförmige Vertiefungen, die auf einer Seite durch eine sichelförmige Öffnung berandet sind.

Ein geeignetes Verfahren zur Erzeugung von Öffnun­ gen geringen Durchmessers in einem plastisch defor­ mierbarem Material besteht darin, ein endseitig spitz oder in einer Kante zulaufendes Werkzeug un­ ter Erzeugung einer Vertiefung in die Materialober­ fläche zu pressen. Dabei ist die Eindringtiefe der­ art zu wählen, daß eine Öffnung entsteht, der sich verjüngende Bereich des Werkzeugs jedoch nicht vollständig in die Werkstückoberfläche eingebracht wird.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er­ findung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei­ bungsteil entnehmen, in dem anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläu­ tert ist.

Die Zeichnung zeigt in prinzipienhafter Darstellung Querschnitte durch Stirnflächen (1) einiger bei­ spielhafter, erfindungsgemäßer Körper. In die Kör­ per sind Vertiefungen (2) eingebracht, die von un­ terschiedlicher geometrischer Gestalt sein können. Durch Öffnungen (3), die senkrecht zur Stirnfläche des Körpers verlaufen, kann der Schall in das In­ nere des Körpers gelangen und wird dabei in hohem Maße gestreut. Die Folge ist eine erhebliche Dämp­ fung der Wellenamplitude.

Zusammenfassend wird ein schallschluckender Körper vorgeschlagen, der sich auf erheblich vereinfachte Weise fertigen läßt und der vorteilhafte akustische Eigenschaften aufweist.

Claims (9)

1. Schallschluckender Körper, vorzugsweise zur Ver­ kleidung einer Gebäudefläche, mit einer plattenför­ migen Stirnseite, die mit Öffnungen versehen ist und einem durch sie begrenzten Volumen im Körper in­ neren, dadurch gekennzeichnet, daß die Quer­ schnittsfläche der Öffnungen (3) kleiner oder gleich 2 mm² ist.

2. Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (3) in Erhöhungen und/oder Ver­ tiefungen (2) der Stirnseite des Körpers angeordnet sind.

3. Körper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (3) im Winkel zur Stirnfläche (1) des Körpers verlaufen.

4. Körper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beabstandet vor der Stirnfläche (1) des Körpers eine Membran angeordnet ist.

5. Körper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus einem plastisch deformierbaren Material besteht.

6. Umformvorrichtung, insbesondere Presse, zur Er­ zeugung einer Vertiefung und/oder Öffnung geringen Durchmessers in einem plattenförmigen, plastisch deformierbaren Werkstück mit einem Werkzeug, das senkrecht zur Werkstückoberfläche in sie hinein be­ weglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Werkstück zuweisende Oberfläche des Werkzeugs im spitzen Winkel zu seiner Bewegungsrichtung ver­ läuft und die Eindringtiefe des Werkzeuges in das Werkstück geringer als die Ausdehnung in Bewegungs­ richtung der im Winkel verlaufenden Oberfläche ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Werkzeug ein axial beweglicher Keil ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Werkzeug ein axial beweglicher Zylinder mit in spitzem Winkel zu seiner Achse ver­ laufender Stirnseite ist.

9. Verfahren zur Erzeugung von Öffnungen geringen Durchmessers in einem plastisch deformierbaren Ma­ terial, dadurch gekennzeichnet, daß ein endseitig sich verjüngendes Werkzeug unter Erzeugung einer Vertiefung (3) in Richtung der Verjüngung in die Materialoberfläche gepreßt wird, bis eine Öffnung entsteht, und die Eindringtiefe geringer als die Länge des sich verjüngenden Teils des Werkzeugs ist.