DE19606830A1

DE19606830A1 - Vorrichtung zur Minderung der Abstrahlung und/oder Ausbreitung von Schallwellen, insbesondere im tieffrequenten und Infraschallbereich

Info

Publication number: DE19606830A1
Application number: DE19606830A
Authority: DE
Inventors: Norbert Jehle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-02-25
Filing date: 1996-02-23
Publication date: 1996-09-05

Description

Tieffrequenter Schall tritt z. B. auf bei Trafo-Anlagen, bei großen Motoren, in vibrierenden Schiffswänden und wird da bei meistens von dicken, schweren Wänden abgestrahlt. Er tritt auch auf bei der Abstrahlung von den dünnen, leichten Wänden der Motorenräume und der Fahrgasträume von Fahrzeu gen und Flugzeugen und von Maschinengehäusen. Er tritt auch auf bei Schallquellen ohne Gehäuseummantelung. In allen diesen Fällen ist die erfindungsgemäße Minderung tieffre quenten Schalles anwendbar.

Es ist bekannt, durch Vorsatzschalen aus dünnen, biegewei chen Platten die Energie des langwelligen Luftschalles teilweise in die Energie eines kurzwelligen Körperschalles, der in der Vorsatzschale erzeugt wird, umzuwandeln. Dabei fließt der kurzwellige Schall im Kurzschluß von der + zur - Phase der Vorsatzschale und kann sich nicht in die weitere Umgebung ausbreiten. Ferner ist bekannt, die Abstrahlung von dicken, schweren Gehäuseschalen durch entsprechend schwere Dämpfer, die mit den Schalen fest verbunden sind, zu mindern. Die Dämmung teiffrequenten Schalles ist nur durch einen großen Aufwand an zusätzlichem Gewicht und zu sätzlichem Raum zu verwirklichen. Zusätzliches Gewicht und zusätzlicher Raum können in den meisten Fällen aus kon struktiven und Kostengründen nicht eingesetzt werden.

Alle diese Maßnahmen (mit Ausnahme derer mit hohem Ge wichts- und Raumanspruch) führen nur zu einer geringen Schallpegelminderung.

Bei manchen Objekten, z. B. in Schiffen, breitet sich tief frequenter Schall von der Quelle her in einem schweren und steifen Stahlskelett aus, das mit dicken und steifen Plat ten ausgefacht ist. Noch in weit entfernten Arbeits- und Fahrgasträumen wird Störschall abgestrahlt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen, gewichts- und platzsparenden sowie kostengünstigen Mitteln eine wirksame Minderung des von einer Schallquelle abge strahlten Luftschalls bzw. des sich in dickwandigen Kon struktionsteilen fortpflanzenden Schalls zu erzielen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe der Minderung der Ab strahlung von Luftschall mit der im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung gelöst. Die Aufgabe der Minderung der Schall ausbreitung in Konstruktionsteilen wird durch die im An spruch 2 angegebene Vorrichtung gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte weitere Ausgestaltungen einer oder beider Lösungen.

Bei der im Anspruch 1 angegebenen Lösung sind Grundplatten mit Resonanzdämpfern vorzugsweise flächendeckend rings um die Schallquelle angeordnet und sollen, wenn die schallab strahlende Gehäusewand der Schallquelle aus schwerem und steifem Material besteht, keine starre Verbindung mit die ser besitzen, sondern auf einer Grundplatte montiert wer den, die mit Abstand zur Gehäusewand angebracht ist oder weichfedernd mit ihr verbunden ist. Der Hohlraum zwischen Gehäusewand und Grundplatte ist vorzugsweise mit schallab sorbierendem Material ausgefüllt.

Die erfindungsgemäßen Resonanzschalldämpfer verhindern - stärker als die bekannten Verfahren - den "Energieverlust nach außen" und ermöglichen einen "Energieverlust nach in nen". Das geschieht folgendermaßen: Das tieffrequente, im allgemeinen über eine größere Fläche konphas schwingende Schallfeld der Gehäusewand regt die Dämpfer zu erzwungenen Schwingungen an, die ein Kurzschlußfeld erzeugen, das nicht in die weitere Umgebung abstrahlen kann. Die von den Dämp fern aufgenommene Energie wird in Wärme umgewandelt.

Die Resonanzschalldämpfer bestehen z. B. aus dünnen Platten aus Stahl, Aluminium oder Kunststoff, welche über Distanz halter fest mit der Grundplatte verbunden sind und welche im allgemeinen auf die Grundresonanz einer Biege- oder Tor sionsschwingung ausgelegt sind. Diese Plattenresonatoren erzeugen ein Schallfeld mit örtlich eng benachbarten + und - Phasen, die das oben erwähnte Kurzschlußfeld hervorrufen.

Die Anzahl der Plattenresonatoren pro Fläche der Grund platte sollte ausreichend groß sein, mindestens so groß wie die Anzahl Z der Halbwellenbereiche des Biegewellenfeldes der Grundplatte bei der Hauptstörfrequenz:

Z = S/(L/2)²

Z: Anzahl der Dämpfer pro Grundplatte
S: Fläche (m²) der Grundplatte
L: Wellenlänge (m) der Hauptstörfrequenz im Biegewellen feld der Grundplatte

Mit dieser Auslegung wird erreicht, daß es keine Flächen zonen auf der Grundplatte gibt, die "frei" - ohne Dämpfer bestückung - abstrahlen können. (Die Massen der Halbwellen bereiche der Grundplatte sind voneinander durch das Biege Federungsvermögen der Grundplatte getrennt und Halbwellen bereiche, die nicht mit einem Dämpfer bestückt sind können - mindestens begrenzt - abstrahlen.)

Die auf die Grundplatte auftreffende Schallenergie fließt vollständig in die Plattenresonatoren ab, wenn der Wand widerstand W_G der Grundplatte und der Wandwiderstand W_P der Plattenresonatoren übereinstimmen:

W_G = W_P

Der Wandwiderstand ist definiert als "komplexer Quotient von Schalldruck und wandnormaler Schnelle". Er setzt sich bekanntermaßen zusammen aus einem von der Flächenmasse der Grundplatte bzw. der Flächenmasse der Plattenresonatoren abhängigen Massewiderstand und einem von der Biegesteifig keit der Grundplatte bzw. der Biegesteifigkeit der Platten resonatoren abhängigen Federwiderstand, der beim Platten resonator im Resonanzfall gleich groß ist wie der Massewi derstand. Die als Masse fungierenden Teile der Plattenreso natoren schwingen im Resonanz falle gegenphasig zu den als Feder fungierenden Teilen der Plattenresonatoren.

Vorzugsweise soll die Grundplatte einen genügend großen Ab stand d zur Gehäusewand der Schallquelle haben, so daß die Störfrequenz oberhalb der Doppelwandresonanz liegt, die durch Gehäusewand und Grundplatte zustande kommt. Damit ist gewährleistet, daß der Wandwiderstand der Grundplatte nicht mehr durch die Luftsteifigkeit des Hohlraumes zwischen Ge häusewand und Grundplatte beeinflußt wird. Die Anpassung erfolgt entweder dadurch, daß Flächenmasse und Biegestei figkeit der Grundplatte nach den schwingenden Platten der Dämpfer ausgerichtet werden, oder dadurch, daß Flächenmasse und Biegesteifigkeit der schwingenden Platten der Dämpfer nach der Grundplatte ausgerichtet werden.

Dieser Abstand d kann auch kleiner sein. Dann wird durch die hohe Luftsteifigkeit im Hohlraum zwischen Gehäusewand und Grundplatte der Wandwiderstand der Grundplatte verän dert, indem zur Biegesteifigkeit der Grundplatte die um vieles höhere Luftsteifigkeit des Hohlraumes hinzutritt. Die dann erforderliche höhere Biegesteifigkeit der Resona torplatten kann durch Versteifen der Platten z. B. mittels Verformung im Bereich der Plattenmitte realisiert werden. Höhere Federsteifigkeit der Dämpfer erfordert aber bei gleicher Störfrequenz auch höhere Dämpfermassen.

Optimale Schalldämmung der Vorrichtung ist gegeben, wenn die mit der Gehäusewand gleichphasig schwingenden Energie anteile der Resonatorplatten und die zwischen den Resona torplatten durchstrahlenden Energieanteile der Gehäusewand gleich groß sind wie die gegenphasig schwingenden Energie anteile der Resonatorplatten:

A a² + B a² = C c²

A: Fugenfläche (m²) zwischen den Resonatorplatten
B: Fläche (m²) der Resonatorplatten, die mit der Gehäuse wand gleichphasig schwingen
C: Fläche (m²) der Resonatorplatten, die zur Gehäusewand gegenphasig schwingen
a: Schwingungsamplitude (m/s) der Gehäusewand
c: Amplitude (m/s) der gegenphasig schwingenden Flächen

Wenn die Abstrahlung der mit der Gehäusewand gleichphasig schwingenden Schallenergie überwiegt, kann Abstrahlungs gleichgewicht dadurch erzielt werden, daß die Flächenan teile der gegenphasig schwingenden Resonatorplatten größer gemacht werden, indem die Dicke der gegenphasig schwingen den Platten verringert wird, die Gesamtmasse der gegenpha sig schwingenden Teile aber erhalten bleibt, wodurch größere Flächen C und größere Amplituden c entstehen.

Wenn die Abstrahlung der zur Gehäusewand gegenphasig schwingenden Schallenergie überwiegt, kann Abstrahlungs gleichgewicht dadurch erzielt werden, daß der Fugenanteil zwischen den Resonatorplatten größer gemacht wird.

In der Praxis kann es vorkommen, daß der Wandwiderstand der Grundplatte und der Wandwiderstand der Plattenresonatoren nicht optimal angepaßt werden können. Wenn eine möglichst genaue Anpassung des Dämpferwiderstandes nicht erreichbar ist, sollte auf ein möglichst genaues Gleichgewicht der ge genphasig abgestrahlten Schallenergie Wert gelegt werden.

Bei schlecht angepaßten Dämpfern besteht die Möglichkeit, die Schalldämmung durch Anbringen einer Deckschale zu ver bessern. Der Abstand zwischen Schale und Dämpfern sollte größer sein als der Abstand zwischen + und - Phase auf den Plattenresonatoren. Mit ausreichend schwerer Deckplatte er geben schlecht angepaßte Dämpfer bei exakt eingestellter Gegenphasigkeit höhere Dämmwerte als gut angepaßte Dämpfer bei schlecht eingestellter Gegenphasigkeit, weil die Schwingungsamplitude auch schlecht angepaßter Dämpfer dann so groß werden muß, bis die ganze Schalleitung der Schall quelle in den Dämpfern in Wärmeleistung umgewandelt worden ist. Ein Entweichen von Schalleistung in die weitere Umge bung der Schallquelle ist wegen des - bei ausreichend schweren Deckplatten funktionierenden - Kurschlußfeldes nicht möglich.

Wenn keine Deckplatte angebracht wird, ist die Wirkung der Schalldämpfer additiv, d. h. eine weitere Lage flächen deckender Dämpfer gleicher Zahl ergibt die doppelte Schall dämmung.

In welchem Frequenzbereich die Dämpfer wirksam sind, ist der Halbwertsbreite der Resonanzkurve zu entnehmen. Spitze Resonanzkurven ergeben hohe Dämmung in einem schmalen Fre quenzbereich, flache Resonanzkurven hingegen ergeben gerin gere Dämmung in einem breiten Frequenzbereich. Die Auswahl der passenden Dämpfer richtet sich danach, welches Schall spektrum vorliegt.

Die Höhe der Dämpfungsverluste, d. h. die Höhe der Schall dämmung, richtet sich auch danach, wieviele Resonanzmecha nismen der Dämpfer besitzt. In einer bevorzugten Anwendung der Erfindung werden Biegewellen- und Torsionswellenreso nanzen ausgenützt. Die tiefste Resonanz wird auf die Haupt störfrequenz, höherfrequente Resonanzen werden auf Oberwel len der Störfrequenz ausgelegt. Wenn die Dämpfer einer Grundplatte auf verschiedene Frequenzen ausgelegt werden, verliert man allerdings die Möglichkeit, Plattenwiderstand und Dämpferwiderstand einander optimal anzupassen. Es ist also günstiger, Dämpfer gleicher Frequenz jeweils auf eige nen Grundplatten zu montieren.

Bei der zweiten erfindungsgemäßen Lösung gemäß Anspruch 2 werden zur Minderung der Schallausbreitung in Konstrukti onsteilen, wie z. B. in einem steifen Stahlskelett, Reso nanzdämpfer in ausreichender Zahl im Ausbreitungsweg des Schalles auf der schalleitenden Konstruktion angebracht.

Zur zusätzlichen Bedämpfung von Plattenresonatoren aus dic kem Stahlblech der Dicke d können zwei Stahlplatten der Dicke d/2 über eine dünne schwingungsdämpfende Kunststoff schicht miteinander verbunden werden (Sandwich). Im übrigen gelten bei Vorrichtungen nach Anspruch 2 die gleichen Über legungen und Gesetze wie bei Vorrichtungen nach Anspruch 1, nur daß die Plattenresonatoren in Anpassung an die schwere und steife schalleitende Konstruktion entsprechend schwer und groß sind.

Je nach Höhe der geforderten Schalldämmung sollten Platten resonatoren mindestens auf einer Strecke bzw. in Abständen von einer Wellenlänge der Störfrequenz in dem Schallaus breitungsweg angebracht werden.

In einer besonderen Ausführung werden - um Gewicht zu spa ren - Plattenresonatoren verwendet, die nur einen Bruchteil des Flächengewichtes der schalleitenden Platte besitzen. Um einen guten Kompromiß zwischen optimaler Anpassung und Ge wichtseinsparung zu erreichen, sollte die Dicke der Plat tenresonatoren das 0,2- bis 0,5-fache der Dicke der schalleitenden Platte betragen. Wegen der starken Fehlanpassung der Plattenwiderstände würde sich - auch bei einer großen Zahl von Plattenresonatoren - nur eine geringe Ausbrei tungsdämpfung einstellen. Deshalb kann vorzugsweise etwa im Abstand einer halben Biegewellenlänge L/2 der Hauptstörfre quenz von der Quelle eine Anordnung von Schallreflektoren, insbesondere ein reflektierender Wall, errichtet werden.

Der Wall kann z. B. aus langgestreckten Stahlquadern oder Vollzylindern aus Stahl (Stäbe) bestehen, die hochkant mit der schalleitenden Konstruktion verschweißt sind. Der Quer schnitt der Stäbe kann eine Ausdehnung des 5- bis 10-fachen der Plattendicke besitzen, die Länge der Stäbe kann das 10- bis 20-fache der Plattendicke betragen. Der gegenseitige Abstand der Stäbe im Wall kann etwa das 10-fache der Plat tendicke betragen.

Ein Teil E₁ der von der Schallquelle ausgehenden Biegewel lenenergie E = E₁ + E₂ wird am Wall mehrfach reflektiert, während der Teil E₂ sich über den Wall hinweg weiter aus breitet. Die Energie E₁ wird durch Plattenresonatoren gemäß Anspruch 3-6, die zwischen Quelle und Reflektorwall angebracht werden, in Wärme umgewandelt.

Die Plattenresonatoren sind fest mit der schalleitenden Konstruktion verbunden. Der durchgelassene Energieanteil E₂ kann durch mehrere Wälle in den Abständen L/2, 2_*L/2, 3_*L/2 . . . und Anbringen von Plattenresonatoren zwischen den Wäl len klein gehalten werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeich nungen näher erläutert. Es zeigt:

Abb. 1 die Seitenansicht einer Schallquelle mit erfindungs gemäßer Vorrichtung;

Abb. 2a in Seitenansicht einen Teil einer mit Resonanzdämp fern bestückten Grundplatte;

Abb. 2b eine Draufsicht auf die Resonanzdämpferanordnung der Grundplatte nach Abb. 2a;

Abb. 3 in Seitenansicht eine weitere Ausführungsform einer Grundplatte mit Resonanzdämpfern;

Abb. 4, 5 und 6 in Draufsicht verschiedene Ausführungsfor men für die geometrische Gestaltung der Resonanzdämpfer;

Abb. 7 in Seitenansicht eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Abb. 8 schematisch die Anordnung einer Vielzahl von Reso nanzdämpfern auf einer dicken schalleitenden Platte;

Abb. 9a, 9b und 9c verschiedene Ausführungsformen eines an einem Konstruktionsteil angebrachten Resonanzdämpfers;

Abb. 10 in Seitenansicht eine Anordnung von Resonanzdämp fern und Schallreflektoren an einem schalleitenden Kon struktionsteil.

In Abb. 1 ist eine schallabstrahlende Quelle 1 dargestellt, die von einem schweren Gehäuse 2 umgeben ist, das flächendeckend durch erfindungsgemäße Vorrichtungen 3 umhüllt ist. Die Vorrichtungen 3 bestehen aus einer leichten Grundplatte und starr mit ihr verbundenen Plattenresonatoren nach Anspruch 3 bis 6. Die Vorrichtungen 3 sind mit Luftabstand zur Schallquelle montiert oder über eine weichfedernde Schicht 4 mittels Klebstoff mit der Ge häusewand 2 verbunden.

Wenn keine Deckplatte 5 vorhanden ist, wird die Schallpegelminderung durch eine weitere Lage 6 von Vorrichtungen 3 verdoppelt. Die beiden Lagen von Vorrichtungen 3 können durch eine weichfedernde Schicht 4 miteinander verbunden werden.

In Abb. 2 ist ein Ausschnitt aus einer Vorrichtung 3 im Querschnitt und in der Draufsicht dargestellt. Mit 8 ist die Grundplatte (z. B. 0,4 mm Stahlblech) bezeichnet. Mit 9 sind Plat tenresonatoren (z. B. 0,4 mm Stahlblech) bezeichnet, die über die Abstandshalter 7 von der Grundplatte her zu erzwungenen Biegeschwingungen angeregt werden. Die starre Verbin dung zwischen 8 und 9 kann durch Verschweißen der Abstandshalter 7 mit den Platten 8 und 9 hergestellt werden. Die Bedämpfung der Resonatoren kann erfolgen

- entweder allein durch innere Reibung im Plattenmaterial 9
- oder durch innere Reibung im Plattenmaterial und durch zusätzliches Beschichten der Platten 9 mit Entdröhnungsmaterial 10

Die Dämpferresonanz wird durch folgende Abmessungen und Materialeigenschaften beein flußt:

- Dicke d der Resonatorplatten,
- Länge l der Resonatorplatten,
- Elastizitätsmodul E des Plattenmaterials,
- Dichte m_s des Plattenmaterials.

Die Anpassung des Dämpferwiderstandes an den Plattenwiderstand (Masse- und Federwi derstand) der Grundplatte wird beispielsweise dadurch erreicht, daß Resonatorplatten und Grundplatte aus demselben Material bestehen und gleiche Dicke besitzen.

In Abb. 3 ist der Querschnitt eines Ausschnittes "Grundplatte + Plattenresonator" darge stellt, bei dem mehrere, auf dieselbe Frequenz abgestimmte Resonatoren 9 gemäß Abb. 2 starr mit der Grundplatte 8 verbunden sind. Die einzelnen Plattenresonatoren sind unterein ander und mit der Grundplatte durch Abstandshalter 7 verbunden. Um gleichen Massewi derstand von Plattenresonatorpaket und Grundplatte bei sonst gleichem Federwiderstand zu erhalten, sollten die schwingenden Massen der einzelnen Resonatoren entsprechend klei ner werden bei etwa gleicher Biegesteifigkeit. Dies kann z. B. durch eine Lochung 11 der vorwiegend schwingenden Teile der Plattenresonatoren erreicht werden, oder die größere Masse des Plattenresonatorpaketes wird bei etwa gleichem Federwiderstand dadurch aus geglichen, daß die Grundplatte mit schwerem und weichem Kunststoff 12 beschichtet wird, oder durch größere Masse der Abstandshalter 7.

Bei sonst gleichen Konstruktionsdaten wie in Abb. 2 verschiebt sich die Dämpferresonanz infolge der Lochung nach höheren Frequenzen. Durch längere Resonatorplatten kann je doch dieselbe Dämpferresonanz wie in Abb. 2 erreicht werden.

Es gelten die gleichen Einflußgrößen auf die Dämpferresonanz wie in Abb. 2: d, l, E, m_s.

In den Abb. 4, 5 und 6 werden Beispiele angeführt, wie durch konstruktive Gestaltung und Bemessung der Plattenresonatoren diese auf eine beliebige Störfrequenz eingestellt wer den können. Hier treten neben Biegeschwingungen auch Torsionsschwingungen auf.

Gegenüber den Dämpfern der Abb. 2, bei denen die optimale Anpassung von Masse- und Federwiderstand durch gleiche Eigenschaften (d, E, m_s) der Resonatorplatten und der Grundplatte bewirkt werden kann, ist dies bei den Dämpfern der Abb. 4, 5 und 6 nicht im mer möglich. Wenn die Biegesteifigkeit durch Platteneinkerbungen an der Platteneinspan nung verringert und die wirksame Masse der Plattenresonatoren durch größere Platten breite am Plattenende vergrößert wird, ist optimale Anpassung z. B. dadurch zu erhalten, daß zur Anpassung der Biegesteifigkeit die Grundplatte ein kleineres d und E erhält und daß der zur Anpassung der Massen der Massewiderstand der Grundplatte durch Beschichten der Grundplatte mit schwerem weichem Kunststoff oder durch schwerere Abstandshalter an geglichen wird.

Abb. 4 zeigt ein Stanzteil, welches mehrere Plattenresonatoren 9 darstellt, die gleichen Ab stand zur Grundplatte 8 haben. 7 markiert die Stellen, an denen Abstandshalter zur Grund platte und evt. zu weiteren Stanzteilen angebracht werden.

Neben den Einflußgrößen d, l, E, m_s sind hier zusätzlich b₁ und b₂ für die Frequenz auslegung bedeutsam.

In Abb. 5 sind Plattenresonatoren 9 nach Anspruch 5 als Stanzteil dargestellt. Sie sind durch Distanzstücke 7 mit der Grundplatte und ggf. miteinander verbunden. Zu den Ein flußgrößen der Abb. 2 kommen b₁ b₂ und l₁, l₂ hinzu.

In Abb. 6 sind ebenfalls Plattenresonatoren 9 nach Anspruch 5 als Stanzteil dargestellt. Sie sind durch die Distanzstücke 7 mit der Grundplatte und ggf. miteinander verbunden. Zu den Einflußgrößen der Abb. 2 kommen hinzu: b₁, b₂, b₃ sowie l₁ und l₂.

Abb. 7 stellt eine Anwendung der Erfindung gemaß Anspruch 1 dar, bei der die (dünne) Gehäusewand 13 einer Schallquelle 1 als Grundplatte für Plattenresonatoren 9 fungiert. Bei Schallquellen ohne Gehäuse ergibt sich derselbe konstruktive Aufbau.

Abb. 8 zeigt im Grundriß eine Schallquelle 14 und Plattenresonatoren 16, 17 und 18 nach Anspruch 2 und 8, die mit der schalleitenden Platte 15 starr verbunden sind. Es ist ange nommen, daß der Schall sich nach allen Seiten gleichmäßig ausbreitet.

In Abb. 9 sind diese Plattenresonatoren 16, 17 und 18 im Querschnitt dargestellt. Die schalleitende Platte ist mit 15 und der Distanzhalter mit 7 bezeichnet.

16 zeigt einen Plattenresonator aus Stahl, der dieselbe Dicke wie die schalleitende Platte 15 besitzt.

17 zeigt einen Plattenresonator aus Kunststoff, der wegen der kleineren spezifischen Masse des Kunststoffes zum Angleich an den Massenwiderstand der schalleitenden Platte 15 eine größere Plattendicke aufweist.

Beim Angleich der Biegesteifigkeit sind 2 Fälle zu unterscheiden:

1. Bei schwerem und weichem Kunststoff ist die Biegesteifigkeit der Kunststoffplatte 17 zu gering. Zur Erhöhung derselben wird die Kunststoffplatte ein- oder beidseitig mit so dünnen Blechen 19 belegt, daß sowohl Masse- als auch Federwiderstand angeglichen sind. Eine beidseitige Deckschicht aus Stahlblech kommt auch einem etwa erforderlichen Brandschutz zugute.
2. Bei leichtem und hartem Kunststoff ist die Biegesteifigkeit der Kunststoffplatte 17 ge genüber der schalleitenden Platte zu hoch. Zur Verkleinerung derselben kann diese im Nah bereich der Distanzhalter 7 gelocht werden, oder es können Platten mit Einkerbungen wie in den Abb. 4, 5 und 6 verwendet werden. Wenn die Kunststoffschicht entsprechend dünner gemacht wird, können auch die leichten und steifen Kunststoffplatten mit dünnen Blechen belegt werden bei angeglichenem Masse- und Federwiderstand.

18 zeigt einen Plattenresonator, der mittig eine dünne schwingungsdämpfende Schicht 20 besitzt. Die beiden Deckplatten 21 sind halb so dick wie der Plattenresonator 16 bzw. wie die schalleitende Platte 15.

In Abb. 10 ist im Querschnitt die Situation einer Ausbreitungsdämpfung mit Plattenresona toren 9 nach Anspruch 3-6 und reflektierenden Wällen dargestellt. Diese bestehen z. B. aus einer Reihe von Stahlvollzylindern 22, welche mit der schalleitenden Platte 15 verschweißt sind. Die Schallquelle ist mit 14 bezeichnet.

Bei den in Fig. 1-7 gezeigten Ausführungsformen sind die Resonanzdämpfer an der Außenseite, d. h. der von der Schall quelle abgewendeten Seite der Grundplatte angeordnet. Selbstverständlich kann die Anordnung im Rahmen der Erfin dung auch so getroffen sein, daß die Resonanzdämpfer an der Innenseite der Grundplatte, d. h. der Schallquelle zugewen det, oder auch an beiden Seiten der Grundplatte angeordnet sind. Die Anordnung an der Innenseite hat nicht nur den Vorteil, daß die Außenflächen der Schallschutzeinrichtung glatt bleiben, und infolgedessen leichter zu reinigen sind, sondern hat auch einen beträchtlichen Vorteil. Der starre Verbund von Plattenresonatoren und Grundplatten bewirkt, daß die konphase Schallerregung im Gehäuesinneren, welche durch die Plattenresonatoren in mehrphasige Schwingung um gewandelt wird, auch auf den außen befindlichen Grundplat ten als mehrphasige Schwingung auftritt, welche wegen der gegen die Luftschallwellenlänge kleinen Biegewellenlänge der Grundplatte nicht in die weitere Umgebung abstrahlen kann, sondern im Wellenfeld-Kurzschluß in Wärme umgewandelt wird.

Wenn die Plattenresonatoren aus quadratischen Platten be stehen, oder wenn Länge L und Breite B dieser Platten in einem Verhältnis L/B gegeben sind, und wenn die Plattenre sonatoren durch Distanzhalter in Plattenmitte oder außer mittig mit der Grundplatte verbunden werden, ergeben sich neben der Plattengrundschwingung mehrere Oberschwingungen, die im gegebenen Anwendungsfalle eine Anpassung an das Spektrum der Schallquelle erlauben. Die Anpassung an das Störschallspektrum kann durch geeignete Einschnitte in die Plattenresonatoren verbessert werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Minderung des von der Oberfläche einer Schallquelle abgestrahlten Luftschalls, dadurch gekenn zeichnet, daß im Abstand von der Oberfläche der Schall quelle mindestens eine Abschirmplatte im Weg des Luft schalls angeordnet ist, und daß die oder jede Abschirm platte besteht aus einer leichten Grundplatte, die vom Luftschall zu Biegeschwingungen angeregt wird, und minde stens einem mit der Grundplatte starr verbundenen Resonanz dämpfer, wobei der Wandwiderstand der Grundplatte und der Wandwiderstand des oder jedes Resonanzdämpfers mindestens annähernd aneinander angepaßt sind und wobei der oder jeder Resonanzdämpfer so ausgelegt ist, daß seine Resonanzschwin gungen für den von der Grundplatte auf ihn übertragenen Schall ein Kurzschlußfeld bilden.

2. Vorrichtung zur Minderung der Ausbreitung von Schall in einem dickwandigen, schalleitenden Konstruktionsteil, das mit einer Schallquelle schalleitend verbunden ist, da durch gekennzeichnet, daß mit dem Konstruktionsteil minde stens ein Resonanzdämpfer starr verbunden ist, wobei der Wandwiderstand des oder jedes Resonanzdämpfers mindestens annähernd an den Wandwiderstand des Konstruktionsteils an gepaßt ist und der oder jeder Resonanzdämpfer so ausgelegt ist, daß seine Resonanzschwingungen für den vom Konstruk tionsteil auf ihn übertragenen Schall ein Kurzschlußfeld bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß jeder Resonanzdämpfer mindestens eine Resona torplatte aufweist, die mittels eines Distanzhalters im Ab stand von der Grundplatte derart befestigt ist, daß ihre vom Distanzhalter auskragenden Enden gegenphasige Schwin gungen zu den von der Grundplatte oder dem Konstruktions teil auf den Distanzhalter übertragenen Schwingungen aus führen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Resonatorplatte bezüglich des Distanzhal ters derart unsymmetrisch geformt ist, daß ihre auskragen den Enden zusätzlich zu den Biegeschwingungen Torsions schwingungen ausführen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz des oder jenes Re sonanzdämpfers an die Grundstörfrequenz des von der Schall quelle abgestrahlten oder in das Konstruktionsteil einge leiteten Schalls angepaßt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Grundplatte mit einer Anzahl von Reso nanzdämpfern versehen ist, derart, daß in jedem Flächenbe reich der Grundplatte, dessen Seitenlängen einer halben Biegewellenlänge der Grundschwingungsfrequenz entsprechen, ein Resonanzdämpfer vorhanden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Resonanzdämpfer eine Resonatorplatte mit mindestens annähernd gleicher Flächenmasse und gleicher Biegesteifigkeit wie die Grundplatte aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonatorplatte aus gleichem Material und von glei cher Dicke wie die Grundplatte ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmplatte in einem solchen Abstand von der Oberfläche der Schallquelle angeordnet ist, daß die Stei figkeit der dazwischen befindlichen Luftschicht gegenüber der Biegesteifigkeit der Grundplatte vernachlässigbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmplatte in so geringem Abstand von der Ober fläche der Schallquelle angeordnet ist, daß die Steifigkeit der dazwischen befindlichen Luftschicht größer als die Bie gesteifigkeit der Grundplatte ist, und daß die Resonanz frequenz und der Wandwiderstand des oder jedes Resonanz dämpfers an die durch die Luftschicht veränderten Schwin gungseigenschaften der Grundplatte angepaßt sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, aus Grundplatte und Resonanzdämpfern beste hende Abschirmplatten die Schallquelle umhüllend angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zwischenraum zwischen der Abschirmplatte und der Oberfläche der Schallquelle Dämmaterial angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Längenabschnitt des Konstruktionsteils, der gleich groß oder kleiner als eine Wellenlänge der Grundstörfrequenz des Schalls ist, mehrere Resonanzdämpfer angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem oder den Resonanzdämpfern ein oder mehrere Schallreflektoren an dem Konstruktionsteil derart befestigt sind, daß sie Schall, der sich über einen oder mehrere Resonanzdämpfer hinaus fortpflanzt, zu diesem zu rückreflektieren.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schallreflektoren so angeordnet sind, daß sie einen geschlossenen Wall bilden.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn zeichnet, daß der oder jeder Schallreflektor aus einem mas siven Stab aus Stahl oder dergleichen besteht, der hochkant auf dem Konstruktionsteil angeordnet und mit ihm starr ver bunden, insbesondere verschweißt ist.