DE2019416B2

DE2019416B2 - Schalldaempfer fuer stroemende gase

Info

Publication number: DE2019416B2
Application number: DE19702019416
Authority: DE
Inventors: Rudolf 6451 Roßdorf Ront gen Peter 6300 Gießen Hinners Georg 5810 Witten Dierl
Original assignee: Isoliertechnik Horst Grassmann, 6000 Frankfurt
Priority date: 1970-04-22
Filing date: 1970-04-22
Publication date: 1972-04-20
Also published as: DE2019416A1; CH536972A; US3726359A; AT322790B; GB1350683A; FR2089998A5; NL7105319A; BE766041A

Description

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einem Viertel der Wellenlänge der in erster Linie zu wodurch sich ihr Einbau oftmals als recht schwierig dämpfenden Schallschwingungen bemessen ist. Diese erweist. Auch ist das Gewicht solcher Schalldämpfer Kammern sind dabei ganz mit schalldämpfendem entsprechend hoch, was Transport und Montage Werkstoff gefüllt. Eine Kulisse, die im Gasstrom liegt wesentlich erschwert. Sind demgegenüber bestimmte und beidseitig wirksam sein soll, wird somit eine Ge- 5 Außenabmessungen aus irgendeinem Grund vorgesamtdickc aufweisen, die etwa der halben Wellen- schrieben, so wirkt sich die größere Dicke der Ku-Hinge der in erster Linie zu dämpfenden Schallwel- lissen nachteilig auf den zur Verfügung stehenden len entspricht. freien Durchströmquerschnitt für das Gas aus, und Bei einem ebenfalls bekannten Schalldämpfer, der der Strömungswiderstand nimmt erheblich /u. Ernach einem kombinierten Absorptions- und Reso- io höhter Strömungswiderstand und großer Druckvernanzprinzip arbeitet, besitzen die Kulissen im Inne- lust bedeuten in praktisch allen Fällen, daß der Lüfren eine oder zwei aus Metallblech oder Kunststoff ter. Ventilator, das Gebläse od. dgl. stärker ausgelegt bestehende ungelochte Platten, welche beidseitig mit werden muß. was mit entsprechend höheren Aneiner relativ dicken Schicht eines schalldämpfenden schaffungs- und Betriebskosten verbunden ist. Werkstoffes, wie z. B. Mineralwolle, versehen sind, ts Die Erfindung hat die Aufgabe, einen Schall-Die mit dem Gasstrom in Berührung kommenden dämpfer für strömende Gase, insbesondere für Lüf-Außenflächen der schalldämpfenden Schichten sind tungs- und Klimaanlagen, zu schaffen, der Kulissen lediglich mit einem dünnen Vlies oder einer dünnen besitzt, die bei besonders großer Stabilität und klei-Folie verkleidet und im übrigen ungeschützt. Diese nen Abmessungen eine starke schalldämpfende Wir-Verkleidung verhindert einen Abrieb lediglich bis zu »o kung vor allem im unteren Frequenzbereich beeiner begrenzten Strömungsgeschwindigkeit des Ga- sitzen. Diese \ufgabe wird erfindungsgemäß dases. Sie schützt jedoch nicht gegen irgendwelche me- durch gelöst, daß in den beiden äußeren, dem Gaschanischen Beanspruchungen. Die beiden Außen- strom zugekehrten Querschnittsbereichen einer Kuschichten aus z. B. Mineralwolle wirken zunächst lisse jeweils eine Platte mit im Abstand voneinander nach dem Absorptionsprinzip, wie eingangs bereits »5 vorgesehenen durchbrochenen, streifenförmigen Fläbeschrieben. Die im Inneren dieser Kulisse angeord- chenabschnitten angeordnet ist. wobei die durchneten, aus einem festen Werkstoff bestehenden unge- brochene Gesamtfläche kleiner als die verbleibende, lochten Platten bzw. Platte ermöglichen es. einen nicht durchbrochene Gesamtfläche ist, und daß die Resonanzeffekt auszunutzen, der dadurch entsteht, beiden Platten einer Kulisse einander so zugeordnet daß diese Platte bzw. Platten durch die Schallwellen 30 sind, daß quer zur Strömungsrichtung betrachtet die in ihren Eigenfrequenzen zum Mitschwingen ange- durchbrochenen, streifenförmigen Flächenabschnitte regt werden und auf diese Weise dem Luftstrom in der beiden Platten zumindest im wesentlichen auf geringem Maße Schallenergie entziehen. Die Eigen- Lücke versetzt zueinander angeordnet sind, frequenzen dieser ungelochten Platte bzw. Platten Hierdurch wird zunächst erreicht, daß im äußeren sind von der Masse und den Abmessungen derselben 35 Bereich der Kulissen Platten aus festem Werkstoff, abhängig. wie z. B. Stahlblech, vorhanden sind, welche das Die bekannten Schalldämpfer bzw. Kulissen, bei z. B. aus Mineralwolle bestehende Innere der Kulisse denen außenseitig schalldämpfender Werkstoff an- zuverlässig schützen. Infolgedessen ist beim Transgeordnet ist. der lediglich von einer dünnen Folie port, bei Montage- und Reinigungsarbeiten eine Be- oder einem dünnen Vlies geschützt wird, besitzen 40 Schädigung der Kulissen, insbesondere der relativ den wesentlichen Nachteil, daß die Kulissen sehr empfindlichen, im Inneren der Kulisse angeordneten leicht beschädigt werden können, und zwar vor Mineralwolleschicht, nicht zu befürchten. Die Kuallem beim Transport, bei der Montage sowie bei lisse selbst erhält durch die beiden aus festem Werkder Reinigung des Schalldämpfers bzw. seiner Ku- stoff bestehenden Platten eine große Stabilität, so daß lissen. Darüber hinaus kann es zu Beschädigungen 45 auch ein Verziehen und Verwerfen weitgehend auskommen, wenn vom Gasstrom Verunreinigungen geschlossen ist. Bilden die aus einem festen Werkmitgerissen werden, welche in der Lage sind, die stoff bestehenden Platten sogar die direkt mit dem empfindliche, lediglich für das strömende Gas ab- strömenden Gas in Berührung kommende« Außenriebfeste Oberfläche der Kulissen zu beschädigen. flächen, so können selbst erhebliche Verunreinigun-Dieser Nachteil tritt zwar bei solchen Schalldämp- 5° gen des Gasstromes keine nennenswerten Schaden fern nicht auf. bei denen die mit dem strömenden an den Kulissen anrichten.

Gas in Berührung kommenden Außenflächen aus Bei der bekannten Bauart sind zwar außenseitig einer festen Platte aus Kunststoff oder Metall be- ebenfalls Platten aus einem festen Werkstoff angestehen. Diese Platten dienen bei der bekannten Bau- ordnet, so daß auch dort keine nennenswerten Beart jedoch im wesentlichen nur als Oberflächen- 55 Schädigungen der Kulissen zu befürchten sind. Bei schutz für den schalldämpfenden Werkstoff im Inne- dem erfindungsgemäß ausgebildeten Schalldämpfer ren der Kulisse und haben keinen nennenswerten bzw. bei dessen Kulissen wirken jedoch außerdem Anteil an der Dämpfung des Schalls. Bei dieser be- die in den beiden äußeren, dem Gasstrom zugekehrkannten Bauart ist die schalldämpfende Wirkung ten Querschnitisbereichen angeordneten Platten aus vor allem im unteren Frequenzbereich unbefriedi- 60 festem Werkstoff zu einem wesentlichen Teil bei der send, es sei denn, daß man. um diesen Nachteil Schalldämpfung mit. weil sie nicht gleichmäßig über ^uszusleichen. eine Kulisse mit besonders großer ihre gesamte Fläche mit Löchern versehen sind, son-Dicke"wählt. Hieraus resultiert ein weiterer Nach- dem nur im Bereich streifenförmiger Flächenabteil der bekannten Schalldämpfer bzw. ihrer Kulis- schnitte Durchbrechungen aufweisen. Die schallsen. welcher darin zu sehen ist. daß die Kulissen. 65 dämpfende Wirkung durch die beiden Platten einer um eine befriedigende schalldämpfende Wirkung zu erfindungsgemäß aufgebauten Kulisse ist auch vorerhalten, besonders dick ausgebildet werden müs- teilhaft gegenüber Kulissen mit Platten, die durchsen und somit große Außenabmessungen erhalten, gehend über ihre gesamte Fläche gleichmäßig mit

Löchern verseilen siwd. wobei clic Löcher in ilen heiden Platten einander gegenüberliegend angeordnet sind, da durch diese Platten eine nennenswerte schalldämpfende Wirkung ebenfalls nicht erreicht wird. Sei., η eine kleinere Überlappung der durchbrochenen. streifenförmigen Flächenabschnitte der beiden Platten einer Kulisse führt zu einer Ver- schlechterung der schalldämpfenden Wiriaing. Die Verbesserung der Schalldämpfung bei dem erfindunesgemäß aufgebauten Schalldämpfer ist vor allem im unteren Frequenzbereich sehr groß. Dies bedeutet, daß der Schalldämpfer gemäß der Erfindung bzw. seine Kulissen gerade für den Frequenzbereich besonders geeignet sind, bei dem die bekannten Schalldämpfer bzw. Kulissen eine besonders schlechte Wirkung zeigen oder eine besonders große Dicke benötigen.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäß ausgebildeten Schalldämpfers ist demzufolge seine geringe Dicke, mit der man bei seinen Kulissen auskommt. Es hat sich nämlich gezeigt, daß es bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Schalldämpfer völlig ausreicht, dip Kulissen nur etwa halb so dick auszubilden, wie man Kulissen bekannter Bauart für den gleichen Frequenzbereich ausbilden muß. Eine solche wesentliche Verringerung der Kulissendicke fuhrt naturgemäß zu einer entsprechenden Verringerung der Außenabmessungen des Schalldämpfers bei gleicher Leistung und maximaler Schalldämpfung im gleichen Frequenzbereich. Der Einbau des erfindungsgemäß ausgebildeten Schalldämpfers in eine geplante oder bereits bestehende Anlage wird durch den geringeren Platzbedarf wesentlich erleichtert. Geht man demgegenüber von bereits vorhandenen Außenabmessungen des Schalldämpfers aus bzw. behält die Außenabmessungen von Schalldämpfern bekannter Bauarten bei. so ergeben sich im Inneren des Schalldämpfers wesent-Hch größere Durchströmquerschnitte für das Gas. so daß der Druckverlust bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Schalldämpfer erheblich niedriger wird. weil auch die Reibungsverluste bedeutend kleiner werden. Infolgedessen ist es möglich, bei Verwendune des erfindungsgemäß ausgebildeten Schalldämpfers bei sonst gleichen Verhältnissen mit Lüftern. Gebläsen od. dgl. auszukommen, die eine ge· rincere Leistune besitzen, wodurch die Herstellungs- end Betriebskosten der gesamten Anlage entsprcchencl niedrieer werden und die gesamte Anlage wirtschaftlicher arbeiiet. Darüber hinaus besitzen der erfindunssiemiiß ausgebildete Sehalldämpfer bzw. ^eine Kulissen noch den Vorteil, daß sie im Ciesensaiz zu bekannten Schalldämpfern, die nach dem Resonanzprinzip arbeiten, keine Kammern besitzen, was die Herstellung der Kulissen wesentlich vereinfacht und die Fertigungskosten verringert.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, daß der Anteil der durchbrochenen Gesamtfläche etwa 15 bis 40- n. vorzugsweise etwa 20 bis. 30".··. der Gesamtfläche einer ^Platte beträgt. Auch ist es zweckmäßig. wenn der Anteil der tatsächlich durchbrochenen Fläche eines durchbrochenen, streifenförmigen Flachenabschnittes mindestens etwa 20" n. vorzugsweise etwa 30 bis 40° «. der Gesamtfläche des durchbrochenen. streifenförmigen Flächenabschnittes beträgt. Eiiie derartige Bemessung der durchbrochenen Fläche zeiat die beste schalldämpfende Wirkung, die unterhalb ~ der vorstehend angegebenen unteren Grenzwerte sehr stark abnimmt und daher nicht zu empfehlen ist. Bei einem Anteil der durchbrochenen Gesamtfläche an der Gesamtfläche einer Platte von mehr als 40"'« wird einmal die mechanische Festigkeit der Platten zu gering, und zum zweiten läßt sich dann eine auf Lücke versetzte Anordnung der durchbrochenen streifenförmigen FKichenabschnittc nicht mehr oder kaum mehr durchführen. In besonders gelagerten Fällen ist es jedoch möglich, die vor-

»o erwähnten Prozentzahlen nach oben oder unten geringfügig zu überschreiten, um in F.in/.elfällen besondere Wirkungen zu erzielen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt die Breite der durchbrochenen, strei- fenförmigen Flächenabschnitte etwa 10 bis 100 mm. Bei diesen Abmessungsverhältnissen hat man bei guter Stabilität der einzelnen Kulissen eine optimale Schalldämpfung.

Im allgemeinen erstrecken sich die durchbroche-

»o nen. streifenförmigen Flächenabschnitte etwa senkrecht zur Strömungsrichtung. Demgegenüber ist es jedoch auch möglich, die durchbrochenen, streifenförmigen Flächenabschnitte bis zu etwa 45 geneigt zur Strömungsrichtung verlaufen zu lassen.

»5 Außerdem ist es empfehlenswert, wenn die Durchbrüche im Bereich der durchbrochenen, streifenförmigen Flächenabschnitte aus einer Vielzahl von kreisrunden Bohrungen bestehen. Zweckmäßigerweise sollten diese Bohrungen einen Durchmesser von etwa 1 bis 10 mm. vorzugsweise von etwa 3 bis 5 mm, besitzen. Es hat sich dabei herausgestellt, daß es für die Schalldämpfung, aber auch für die Stabilitat der Kulissen günstiger ist, wenn viele kleine Löcher vorgesehen werden statt entsprechend weni ger. jedoch wesentlich größerer Löcher. Dabei brau- chen die Löcher nicht unbedingt kreisrund zu sein, sondern die Durchbrüche im Bereich der durchbrochenen. streifenförmigen Flächenabschnitte können auch aus zahlreichen eckigen oder aus im wesent liehen elliptischen oder aus langgestreckten Bohrun- gen bestehen. Dabei ist es von Vorteil, wenn bei eckigen oder im wesentlichen elliptischen oder langgestreckten Bohrungen die durchbrochene Fläche jeder Bohrung etwa 1 bis 80 mm- beträgt. Diese Bemessung der durchbrochenen Fläche einer solchen Bohrung entspricht den Flächen der kreisrunden Bohrungen mit den entsprechenden vorgenannten Durchmessern.

Grundsätzlich ist es jedoch auch möclich. daß die Durchbrüche im Bereich der durchbrochenen, streifenformigen Flächenabschnitte aus langgestreckten, offenen Spalten geringer Breite bestehen. Vor allem hinsichtlich der Festigkeit der Platten bzw. Kulissen empfiehlt es sich dabei, die Spalte auf ihrer gesam-

ten axialen Länge mindestens einmal, vorzugsweise mehrmals, mit einem geschlossenen Steg zu untcrbrechen. Derartige Stege vermeiden ein leichtes Durchbrechen der Platten im Bereich der Spalte. Da diese Spalte eine verhältnismäßig große zusammenhängende Fläche des Kulisseninneren freigeben und den darunterliegenden schalldämpfenden \Verkstoft. z. B. Mineralwolle, im Bereich der Spalte frei lassen, ist es vorteilhaft, wenn hinter den Spalten eine akustisch transparente, jedoch abriebfeste Oberfläche.

z. B. aus einem Vlies aus Mineralwolle, aus einer geeigneten Folie. Schicht od. dgl., vorhanden ist. Eine derartige Oberfläche kann selbstverständlich auch bei den Ausführungsformen der Erfindung vergesehen

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werden, bei denen keine Spalte, sondern Löcher sorgesehen sind, die in aller Regel jeweils nur verhältnismäßig kleine Oberflächen der innenliegenden Mineralwolle frei lassen.

Im allgemeinen weist eine Kulisse des erfindungsgemäßen Schalldämpfers zwei durchbrochene, streifenförmige Fläcbonabschnitte besitzende Platten auf. welche die mit dem Gasstrom in Berührung kommenden Außenflächen der Kulisse bilden und zwischen denen eine Schicht aus schalldämpfendem Werkstoff, wie z. B. Mineralwolle, angeordnet ist. In einem solchen Fall ist eine Beschädigung der Kulissen auch bei mechanischen Beanspruchungen kaum zu befürchten. Man kann diese Ausführungsform auch in solchen Fällen anwenden, in denen der Gasstrom Verunreinigungen mit sich führt. Demgegenüber ist es jedoch auch möglich, daß eine Kulisse zwei durchbrochene, streifenförmige Flächenabschnitte besitzende Platten aufweist, zwischen denen eine Schicht aus schalldämpfendem Werkstoff, wie z. B. Mineralwolle, angeordnet ist, wobei die dem Gasstrom zugekehrten Außenseiten der Platten jeweils mit einer Schicht aus schalldämpfendem Werkstoff, wie z. B. Mineralwolle, versehen sind, welche eine abriebfeste Oberfläche, z. B. aus einem Vlies aus Mineralwolle, aufweist. Diese zusätzliche Schicht aus schalldämpfendem Werkstoff wirkt nach dem Absorptionsprinzip und verbessert weiterhin die schalldämpfende Wirkung. Man erhält zwar dann eine etwas größere Dicke der Kulisse, die jedoch immer noch geringer ist als «Jie Kulissendicke bei den bekannten Bauarten.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß der Abstand zwischen den beiden Platten einer einseitig vom Gasstrom berührten Kulisse etwa gleich einem Achtel und dieser Abstand bei einer zweiseitig vom Gasstrom berührten Kulisse etwa gleich einem Viertel der Wellenlänge der in erster Linie zu dämpfenden Schallschwingungen bemessen ist. Es hat sich bei umfangreichen Untersuchungen herausgestellt, daß bei einem derartigen Abstand zwischen den beiden Platten einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kulisse sich eine optimale Schalldämpfung der in erster Linie zu dämpfenden Schallschwingungen ergibt. Infolgedessen ist der Abstand zwischen den beiden Platten einer Kulisse bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Schalldämpfer nur etwa halb so groß wie bei entsprechenden Kulissen bekannter Bauart, wodurch sich die bereits erwähnten wesentlichen Yerbesferungen ergeben.

Von den zahlreichen vorstehend erwähnten Ausführungsformen der Erfindung muß im Einzelfall die Ausführungsform ausgewählt werden, die eine optimale Leistung bringt. Die Auswahl richtet sich dabei vor allem nach der Frequenz der in erster Linie zu dämpfenden Schallschwingungen. So wählt man beispielsweise für tiefe Frequenzen eine geringe Breite der durchbrochenen, streifenförmigen Flächenabschnitte von z.B. 10mm, während für hohe Frequenzen wesentlich breitere durchbrochene, streifenförmiae Flächenabschnitte gewählt werden, die bis zu etwa 100 mm breit sein können. D.r Abstand dieser durchbrochenen, streifenförmigen Flächenabschniite ergibt sich dann aus dem Anteil den die durchbrochene Gesamtfläche an der Gesamtfläche der betreffenden Platte haben soll. Auch die Wahl des Anteils der tatsächlich durchbrochenen Fläche an der Gesamtflr· "he der Platte oder an der Gesamtfläche eines durchbrochenen, streifenförmigen Flächenabschnittes richtet sich im wesentlichen nach der Frequenz der in erster Linie zu dämpfenden Schallschwingungen.

Bei einer Reihe von Anwendungsfällcn ist es vorteilhaft, wenn sämtliche Kulissen des Schalldämpfers zwei Platten mit durchbrochenen, streifenförmigen Flächenabschnitten besitzen. Dies gilt vor allem

ίο dann, wenn die zu dämpfenden Schallschwingungen im unteren Frequenzbereich liegen, in dem der erfindungsgemäße Schalldämpfer besonders wirkungsvoll arbeitet. Demgegenüber ist es jedoch auch möglich, daß mindestens eine, gegebenenfalls mehrere Kulissen des Schalldämpfers zwei Platten mit durchbrochenen, streifenförmigen Flächenabschnitten besitzen, während die übrigen Kulissen in herkömmlicher Weise ausgebildet sind. d. h. daß bei ihnen der schalldämpfende Werkstoff nur durch Beschichtung abriebfest gemacht oder durch Platten abgedeckt ist, die mit im wesentlichen gleichmäßig über die Oberfläche verteilten Löchern versehen sind. Eine solche Kombination von Kulissen herkömmlicher Bauart mit Kulissen des erfindungsgemäßen Schalldämpfers empfiehlt sich vor allem dann, wenn die zu dämpfenden Schallschwingungen einen großen Frequenzbereich umfassen. In einem solchen Fall werden die erfindungsgemäßen Kulissen vor allem zur Dämpfung der Schallwellen im unteren Frequenzbereich verwendet, während Schallschwingungen mit besonders hoher Frequenz im wesentlichen von den Kulissen herkömmlicher Bauart gedämpft werden. Bei einem Schalldämpfer kombinierter Bauart ist es in aller Regel zweckmäßig, im Inneren des Mantels abwechselnd quer zur Strömungsrichtung nebeneinander jeweils eine Kulisse mit zwei Platten mit durchbrochenen, streifenförmigen Flächenabschnitten und eine Kulisse anzuordnen, bei der der schalldämpfende Werkstoff in herkömmlicher Weise nur durch Beschichtung abriebfest gemacht oder durch Platten abgedeckt ist, die mit im wesentlichen gleichmäßig über die Oberfläche verteilten Löchern versehen sind. Selbstverständlich kann auch jede andere beliebige Kombination von Kulissen herkömmlicher und erfindungsgemäßer Bauart hergestellt werden. Auswahl und Anordnung richten sich hierbei im wesentlichen nach dem Frequenzbereich der zu dämpfenden Schallschwingungen.
Vorteilhaft sind die beiden durchbrochene, streifenförmige Flächenabschnitte besitzenden Platten der Kulissen aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyvinylchlorid oder Polyäthylen, hergestellt. Derartige Platten aus Kunststoff sind korrosionsfest und verrottungsbeständig. so daß solche Kulissen eine verhältnismäßig hohe Lebensdauer erreichen. Es ist jedoch auch möglich, daß die beiden durchbrochene, streifenförmige FlächenabschniUe besitzenden Platten der Kulissen aus einem Metall, vorzugsweise aus Stahl oder Aluminium, bestehen. Dabei besitzen die beiden durchbrochene, streifenförmige FlächenabschniUe aufweisenden Platten der Kulissen eine Dicke von etwa 0.5 bis 2 mm. Auch hier sind geringfügige Abweichungen vor allem zu einer größeren Dicke hin von dem genannten Abmessungsbereich möglich.

Schließlich ist es auch möglich, eine auf dev Innenseite des Mantels des Schalldämpfers aufgebrachte Schicht aus einem schalldämpfenden Werkstoff im

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Bereich ihres dem Gasstrom zugekehrten Quer- angeordnet sind. Der schalldämpfende Werkstoff ί schnittsbciviches mit einer Platte zu versehen, die im kann dabei als mechanisch verhältnismäßig feste Abstand voneinander vorgesehene durchbrochene, Platte oder auch aufgelockert eingebracht sein,
streifenförmige Flächenabschnitte aufweist, wie sie F i g. 3 zeigt im wesentlichen das gleiche wie F i g. 2 erfindungsgemäß für die Kulissen vorgeschlagen wer- 5 mit dem Unterschied, daß die Platten 2 außenseite den. In diesem Falle ist nur eine mit durchbrochenen, zusätzlich noch mit einer Schicht 7 aus einem schallstreifenförmigen Flächenabschnitten versehene Platte dämpfenden Werkstoff belegt sind. Die Außenfläden vorhanden, hinter der sich eine Schicht aus einem der Schichten 7 sind zumindest gegenüber strömenden schalldämpfenden Werkstoff befindet, während die Gasen abriebfest ausgebildet, was beispielsweise Riißenseitige Begrenzung dieser schalldämpfenden io durch Aufbringen eines Vlieses oder einer Folie erSchicht durch eine gasdichte Platte ohne jegliche zielt werden kann. F.in solches Vlies oder eine solche Bohrung, Ausnehmung od. dgl. gebildet wird. Folie muß jedoch akustisch transparent sein, um die

In der Zsichnung ist die Erfindung an Hand einiger schalldämpfende Wirkung der Kulisse 1 nicht zu be-

Ausführungsbeispiele veranschaulicht. einträchtigen.

Es zeigt is Die Kulisse 1 gemäß Fig. 4 entspricht im wesent-

F ig. I eine Kulisse eines erfindungsgemäß aus- liehen der Kulisse 1 gemäß Fig. 1 und 2 mit dem

gebildeten Schalldämpfers in der Seitenansicht, Unterschied, daß die durchbrochenen, streifenförmi-

Fig. 2 eirer. Schnitt nach der Linie 11-11 der gen Flächenabschnitte 3 unter einem Winkel von etwa

Fig. I, 45° geneigt zur Strömungsrichtung des Gases ver-

F i g. 3 einen Schnitt gemäß F i g. 2 bei einer ande- ao laufen, die in F i g. 4 mit einem Pfeil B angeordnet ist.

fen Ausfühaingsform der Kulisse, In Fig. 5 ist deutlich zu erkennen, daß die Durch-

F i g. 4 eine Kulisse mit geneigt zur Strömlings- brechungen in den streifenförmigen Flächenabschnit-

fichtung verlaufenden durchbrochenen, streifenför- ten 3 aus kreisrunden Bohrungen 4 bestehen. Auch

migen Flächenabschnitten in der Seitenansicht, diese kreisrunden Bohrungen 4 sind auf Lücke ver-

Fig. 5 eine Einzelheit bei A der Fig. 1 in ver- as setzt zueinander angeordnet, was vor allem hinsicht-

größertem Maßstab, lieh der Festigkeit der Platte 2 vorteilhaft ist. Grund-

Fig. 6 ein Schaubild der Dimpfungseigenschaftcn sätzlich ist es jedoch auch möglich, die Bohrungen 4

erfindungsgemäßer Kulissen im Vergleich zu einer in Reihen quer oder parallel zur Strömungsrichtung B

Kulisse herkömmlicher Bauart, anzuordnen. An Stelle von kreisrunden Bohrungen 4

F i g. 7 bis 9 Horizontalschnitte durch Schall- 30 können auch Bohrungen oder Ausnehmungen verdampfer mit verschiedenartigen Kulissen. schiedenartiger anderer Ausbildung gewählt werden.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Kulisse bezeichnet, die in Außerdem ist es möglich, langgestreckte Schlitze

einen Strömungskanal beliebiger, vorzugsweise recht- oder Spalte zu verwenden.

eckiger oder quadratischer Querschnittsform einge- F ig. 6 zeigt ein Schaubild, bei dem auf der Abszisse baut wird und zusammen mit diesem Strömungskanal 35 von links nach rechts steigend die Frequenz von einen Schalldämpfer, z. B. für Lüftungs- und Klima- Schallschwingungen in Hertz aufgetragen sind, die anlagen, bildet. Die Kulisse 1 besteht aus einem in gedämpft werden sollen. Auf der Koordinate ist die F i g. 1 nicht dargestellten, im Querschnitt U-förmigen Dämpfung dieser Schallschwingungen bezogen auf Rahmen, z. B. aus Stahlblech, der außenseitig zwei 1 Meter axialer Länge des Schalldämpfers in Strölus dünnem Stahlblech von z. B. 1 mm Wandstärke 4° mungsrichtung aufgetragen. Die dick aufgezogene, bestehende Platten2 besitzt, von denen eine in Fig. 1 mit α bezeichnete Kurve zeigt die Dämpfung durch deutlich zu erkennen ist. Die Patten 2 besitzen einen Schalldämpfer herkömmlicher Bauart, bei dem mehrere durchbrochene, streifenförmige Flächen- der schalldämpfende Werkstoff nur durch Beschichabschnitte3, wobei in Fig. 1 die Durchbrechungen tung abriebfest gemacht oder durch Platten abgedeckt als kreisrunde Bohrungen 4 ausgebildet sind, wie dies 45 ist, die mit im wesentlichen gleichmäßig über die links unten angedeutet ist. Zur Vereinfachung der Oberfläche verteilten Löchern versehen sind. Die Zeichnung sind diese Bohrungen 4 nicht überall dar- dünner, jedoch voll ausgezogene Kurve b, die gegestellt, sondern durch die streifenförmigen Ab- strichelt dargestellte Kurve c sowie die strichpunktiert schnitte 3 lediglich angedeutet. Die streifenförmigen gezeichnete Kurved geben die Dämpfung der Schall-Flächenabschnitte 3 der der Zeichnungsebene züge- 50 schwingungen bei Verwendung eines crfindungskehrten Platte 2 sind gestrichelt dargestellt, da sie in gemäßen Schalldämpfers wieder, und zwar je nach der in F i g. 1 gewählten Seitenansicht nicht sichtbar dem Verhältnis zwischen der Breite der durchbrochesind. Deullich ist jedoch zu erkennen, daß die durch- nen, streifenförmigen Flächenabschnitte 3 in den brochenen, streifenförmigen Flächenabschnitte 3 mit Platten 2 zu der Breite der dazwischenliegenden geihren Bohrungen 4 auf Lücke versetzt zueinander an- 55 schlossenen Flächenabschnitte. Die Kurve b bezeichgeordnet sind. Zwischen diesen streifenförmigen net hierbei die Schalldämpfung bei einer relativ Flächenabschnitten 3 sind jeweils geschlossene Flä- großen Breite der durchbrochenen, streifenförmigen chenabschnitte 5 vorhanden. Flächenabschnitte 3 von etwa 90 mm, während die

Die Zuordnung der durchbrochenen, streifenför- Kurve c die Schalldämpfung bei einer mittleren

migen Flächenabschnitte 3 bei den beiden Platten 2 60 Breite der durchbrochenen, streifenförmigen Flächen-

erkennt man auch in Fig. 2. wo die Löcher 4 in den abschnitte von etwa 50 mm und die Kurve rf die

Platten 2 durch eine Unterbrechung der Linie, welche Schalldämpfung bei einer relativ geringen Breite der

die Platte 2 darstellt, angedeutet sind. In F i g. 2 ist durchbrochenen, streifenförmigen Flächenabschnitte

ferner deutlich zu erkennen, daß zwischen den bei- von etwa 10 mm darstellt. Es zeigt sich, daß bei

den außenseitig angeordneten Platten 2 aus Kunststoff 65 relativ kleiner Breite der durchbrochenen, streifenför-

Dder Metallblech schalldämpfender Werkstoff 6 an- migen Flächenabschnitte von z.B. 10mm die Schall-

geo.dnct ist und daß im übrigen im Inneren der Ku- dämpfung im unteren Frequenzbereich besonders

lisse 1 keine weiteren Gegenstände oder Hohlräume wirksam ist, während die Schalldämpfung im unteren

Frequenzbereich mil zunehmender Breite der diirchhmchenen.sireifenförmigenFKichenabschniite schlechter wird. Dafür wird mit zunehmender Breite der durchbrochenen, streif^nfiirmiuen Flächenahschnitte die Schalldampfuni; im oberen Frequenzbereich zunehmend besser. In allen Fällen ist jedoch bei dem erlindungsgemäß vorgeschlagenen Schalldämpfer — wie die Kurven h, c und el zeigen — die Schalldämpfung hei gleicher Kulissendicke und gleichem Kulissenab.stand bei relativ niedrigen Frequenzen der Schalldämpfung der bekannten Bauarten wesentlich überleben. Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Schalldämpfer eignet sich daher vor allem zur Dämpfung viiη Schallwellen mit niedrigen Frequenzen, insbesondere solchen von weniger als 500 Hertz. Die eingangs beschriebenen bekannten Schalldämpfer erzielen demgegenüber bei höheren Frequenzen bessere schalldämpfende Eigenschaften als der erfindungsgemäß vorgeschlagene Schalldämpfer. In den Fällen, in denen sowohl Schallschwingungen niedriger Frequenzen als auch Schallschwingungen höherer Frequenzen gedämpft werden sollen, empfiehlt es sich daher, Kulissen der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Art mit Kulissen herkömmlicher Art zu kombinieren. Derartige Kombinationen von unterschiedlich ausgebildeten Kulissen in einem Schalldämpfer sind beispielsweise in den F i g. 7 bis 9 dargestellt. F i g. 7 zeigt einen Schalldämpfer mit drei Kulissen 1 der Bauart gemäß Fig. 2. Deutlich ist hier auch der rohrförmige Strömungskanal bzw. dessen Mantel dargestellt, welcher mit 8 bezeichnet ist. In F i g. 8 ist ein Längenabschniu eines Schalldämpfers dargestellt, bei dem zwei Kulissen 1 gemäß Fig. 2 mit einer Kulisse la kombiniert sind, die insofern der eingangs beschriebenen bekannten Bauart entspricht, als sie in der Mine zwischen den beiden äußeren Platten 2 eine dritte Platte 9 aufweist, welche ungeloclu ausgebildet ist. Zwischen den Platten 2 und 9 ist wiederum schalldämpfender Werkstoff, wie z. B. Mineralwolle, angeordnet. Die Kulisse la kann hierbei außen.seilig aniieordnete Platten 2 besitzen, die in herkömmlicher Weise ausgebildet sind. Diese Platten 2 können jedoch auch üemäß F i g. 1 oder Fig. 4, d.h. gemäß der Erfindung, ausgebildet sein. Im Bereich des gasdichten Mantels 8 des Schalldämpfers ist in F i g. S auf dessen Innenseite ebenfalls eine Schicht aus schalldämpfendem Werkstoff, wie z. B. Mineralwolle. angeordnet. Diese ist zum freien Strömungsquerschnitt hin von einer Platte 2 abgedeckt, die erfindungsgemäß ausgebildet ist und im Abstand voneinander vorgesehene durchbrochene, streifenförmige Flächenabschnitte 3 aufweist.

Fig. 9 zeigt zwei Kulissen 1 mit Platten2 gemäß Fig. T oder 4 und eine KulisseIb mit in herkömmlicher Weise durchgehend und gleichmäßig gelochten Platten 2. Auch die Platten 2 im Bereich des gasdichten Mantels 8 des Strömungskanals sind durchgehend gleichmäßig gelocht in herkömmlicher Bauweise ausgebildet. Selbstverständlich sind noch zahlreiche weitere Kombinationsmöglichkeiten denkbar, die jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt worden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

besitzt, währeiul hei den übrigen Kulissen (l/>) der schalldämpfende Werkstoff nur durch Beschichtung abriebfest gemacht oder durch Platten abgedeckt ist, die mit im wesentlichen gleichmäßig über die überllüche \erteilten Löchern versehen sind. 19. Schalldämpfer nach Anspruch IS. dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kulissen (I. 1«) des Schalldämpfers zwei Platten (2) mit durchbrochenen, streifenförmigen Flächenabschnitien (3) besitzen, wahrend bei den übrigen Kulissen (1/:) der schalldämpfende Werkstoff nur durch Beschichtung abriebfest gemacht oder durch Platten abgedeckt ist. die mit im wesentlichen sleichmäßig über die Oberfläche verteilten Löchern versehen sind. 20. Schalldämpfer nach Anspruch IS oder 19. dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Mantels (8) abwechselnd quer zur Strömungsrichtung (B) nebeneinander jeveils eine Kulisse (1, la) mit zwei Platten (2) mit durchrrochenen, streifenförmigen Flächenabschnitten (3) und eine Kulisse (1 b) angeordnet ist, bei welcher der schalldämpfende Werkstoff nur durch Beschichtung abriebfest gemacht oder durch Platten abgedeckt ist. die mit im wesentlichen gleichmäßig über die Oberfläche verteilten Löchern versehen sind. 21. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden durchbrochene, streifenförmige Flächenabschnitte (3) besitzenden Platten (2) der Kulissen (1, la) aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyvinylchlorid oder Polyäthylen, hergestellt sind. 22. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden durchbrochene, streifenförmige Flächenabschnitte (3) besitzenden Platten (2) der Kulissen (1. la) aus einem Metall, vorzugsweise aus Stahl oder Aluminium, bestehen. 23. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden durchbrochene, streifenförmige Flächcnabsehnitte (3) aufweisenden Platten (2) der Kulissen (1, la) eine Dicke von etwa 0.5 bis 2 mm besitzen. 2-!. Schalldämpfer nach Anspruch I oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf der Innenseite des Mantels (8) des Schalldämpfers aufgebrachte Schicht aus einem schalldämpfenden Werkstoff (6) im Bereich ihres dem Gasstrom zugekehrten Ouerschnitlsbcrciches mil einer Platte (2) \ersehen ist. die im Abstand voneinander vorgesehene durchlvcehcne. streifenförmige Fläehenabsehnitte (3) entsprechend den Kulissen (I. ία) besitzt. 25. Schalldämpfer nach Anspruch I oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei niedriger Frequenz der in erster Linie zu dämpfenden Schnllschwingungen die slrcifenfrrm ige η Fläclieiiai>schnitte (3) eine wesentlich t:eringerc Breite besitzen als bei hoher Frequenz der in erster Linie /u dämpfenden Schall'.chwin-Die Erfindung betrilTl einen Schalldämpfer für strömende Gase, insbesondere lür Lüftung*- und Klimaanlagen, welche aus einem rohrförmigen Strömungskanal beliebiger, \orzugsv, eise rechteckiger 5 oder quadratischer Querschnittsform besteht und nach einem kombinierten Absorptions- und Resonanzprinzip arbeitet und welcher einen nach außen hin gasdichten Mantel besitzt, der im Inneren mindestens eine, vorzugsweise mehrere zur Sehalldümp- IQ lung dienende Kulissen aufweist, die im wesentlichen in einer parallel zur Strömungsriehtung des Gases verlaufenden Ebene sich eistrecken und die mindestens eine Platte aus einem festen Werkstoff, wie z. B. aus Stahlblech, und wenigstens eine Schicht aus porösem, zur Schalldämpfung geeignetem Werkstoff besitzen, wobei die dem Gas zugekehrten Oberflächen der Kulissen abriebfest ausgebildet sind. Derartige Schalldämpfer werden vor allem bei Lüftungs- und Klimaanlagen, aber auch für andere Zwecke, wie beispielsweise bei li.dustriegebläsen und im Schiffsbau, eingesetzt. Bei solchen Schalldämpfern ist man bestrebt, erstens eine möglichst weitgehende Schalldämpfung zu erreichen und zum zweiten den Strömungswiderstand des durchströmenden Gases möglichst gering zu halten. Man hat daher bereits verschiedenartige Schalldämpfer gebaut, die nach unterschiedlichen Prinzipien arbeiten, beispielsweise nach dem Absorptionsprinzip, nach dem Resonanzprinzip oder aber nach einer Kombination von Absorptions- und Resonanzprinzip. Bei Schalldämpfern, welche nach dem Absorptionsprinzip arbeiten, werden die Wandungen der Kanäle innenseitig mit porösen Werkstoffen, die zur Schalldämpfung geeignet sind ausgekleidet. Ein soleher Werkstoff ist beispielsweise Mineralwolle. Die schwingenden Gasteilchen reiben sich an den Fasern dieser Mineralwolle, wodurch Schallercrgic in Wärme umgewandelt und so der vorbeiströmenden Luft entzogen wird. Um die Wirkung, insbesondere bei großen Strömungsquerschnitten, zu verbessern, werden in den Strömungskanal Kulissen eingebaut, die sich im wesentlichen parallel zur Strömungsriehtung des Gases erstrecken. Diese Kulissen, die plattenförmig ausgebildet sind, besitzen einen festen. im Querschnitt U-förmigen Rahmen, wobei im Inneren des Rahmens Mineralwolle bzw. Mineralwollplattcn angeordnet sind. Die mit dem strömenden Gas in Berührung kommenden Außenflächen sind zwar akustisch tiansparent, jedoch abriebfest ausgebildet, so daß sie zumindest in bestimmten Grenzen von dem strömenden Gas nicht beschädigt werden können. Zu diesem Zweck ist es bereits bekannt. Mineralwolle oJ.cr Mineralwollplatten mit einer Folie oder mit einem Vlies, wie z. B. Glasvlies, zu überziehen. Ferner ist es bereits bekannt, die Außenflächen derartiger Kulissen mit gelochten McUiIlblcclien oder gelochten Kunststoffplatten außenseite zu versehen, wobei die Löcher dieser Platten über die gesamte Fläche der Kulisse gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Das Innere dieser Kulissen ist. sofern nicht entsprechend dicke Mincralwoll-Außcnplatlen verwendet werden, mit loser Mineralwolle oder plattenförmiger Mineralwolle ausgefüllt. Bei Schalldämpfern, die nach dem Rcsonanzprin- fi.r, zip arbeiten, sind vor allem die / ^--Resonatoren bekannt. Hierbei werden in den Kulissen durch quer zur Strömungsrichtuii!! des Gases eingearbeitete Wände Kammern uebiklet. deren Tiefe etwa deich Patentansprüche:

1. Schalldämpfer für strömende Gase, insbesondere für Liiftungs- und Klimaanlagen, welcher aus einem rohrförmigen Strömungskanal beliebiger, vorzugsweise rechteckiger oder quadratischer Querschnittsform besteht und nach einem kombinierten Absorptions- und Resonanzprinzip arbeitet und welcher einen nach außen hin gasdichten Mantel besitzt, der im Inneren mindestens eine, vorzugsweise mehrere zur Schalldämpfung dienende Kulissen aufweist, die im wesentlichen in einer parallel /ur Strömungsrichtung des Gases verlaufenden Ebene sich erstrckken und die mindestens eine Platte aus einem festen Werkstoff, wie z. B. aus Stahlblech, und wenigstens eine Schicht aus porösem, zur Schalldämpfung geeignetem Werkstoff besitzen, wobei die dem Gas zugekehrten Oberflächen der Kulissen abriebfest ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden äußeren, dem Gasstrom zugekehrten Querschnittsbereichen einer Kulisse (1, la) jeweils eine Platte (2) mit im Abstand voneinander vorgesehenen durchbrochenen, streifenförmigen Flächenabschnitten (3) ang·. ordnet ist, wobei die durchbrochene Gesamtfläche kleiner als die verbleibende, nicht durchbrochene Gesamtfläcne ist, und daß die beiden Platten (2) einer Kulis· e (1, 1«) einander so zugeordnet sind, daß quer zur Strömungsrichtung (B) betrachtet die durchbrochenen, streifenförmigen Flächenabschnittc (3) der beiden Platten (2) zumindest im wesentlichen auf Lücke versetzt zueinander angeordnet sind.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der durchbrochenen Gesamtfläche etwa 15 bis 40" 0. vorzugsweise etwa 20 bis 30°«, der Gesamtfläche einer Platte

(2) beträgt.

3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der tatsächlich durchbrochenen Fläche eines durchbrochenen, streiienförmigen Flächenabschnittes

(3) mindestens etwa 20° n. vorzugsweise etwa 30 bis 40° n. der Gesamtfläche des durchbrochenen, streifenförmigen Flächenabschnittes (3) beträgt.

4. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der durchbrochenen, streifenförmigen FUichcnanschnittc (3) etwa 10 bis 100 mm beträgt.

5. Schalldämpfer nach Anspruch I oder einem eier folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die durchbrochenen, streifenförmigen Flächenabschnitte (3) etwa senkrecht zur Strömungsricbtung (B) sich erstrecken.

Ct. Schalldämpfer nach Anspruch I oder einem der Ansprüche 2 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die durchbrochenen, streifenförmigen Flächenabschnitte (3) bis zu etwa 45 geneigt 6^ zur Strömiingsrichtiing (B) verlaufen.

7. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbräche im Bereich der durchbrochenen, streifenförminen Fläclienabschnitte (3) aus einer Vielzahl von kreisrunden Bohrungen (4) be stehen.

y. Schalldämpfer nach Anspruch ~. dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (4) einen Durchmesser von etwa 1 bis 10 mm, vorzugsweise von etwa 3 bis 5 mm. besitzen.

9. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche im Bereich der durchbrochenen, streifenförmigen Flächenabschnitte (3) aus zahlreichen eckigen oder aus im wesentlichen elliptischen oder aus langgestreckten Bohrungen (4) bestehen.

10. Schalldämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei eckigen oder im wesentlichen elliptischen oder languestreckten Bohrungen (4) die durchbrochene Fläche jeder Bohrung (4) etwa 1 bis 80 mm- beträgt.

11. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbriiche im Bereich der durchbrochenen, streifenförmigen Flächenabschnitte (3) aus langgestreckten, offenen Spalten geringer Breite bestehen.

12. Schalldämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, duß die Spalte auf ihrer gesamten axialen Länge mindestens einmal von einem geschlossenen Steg unterbrochen sind.

13. Schalldämpfer nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den Spalten eine akustisch transparente, jedoch abriebfeste Oberfläche vorhanden ist.

14. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kulisse (1, la) zwei durchbrochene, streifenförmige Flächenabschnitte (3) besitzende Platten (2) aufweist, welche die mit dem Gasstrom in Berührung kommenden Außenflächen der Kulisse (1, la) büden und zwischen denen eine Schicht (6) aus schalldämpfendem Werkstoff angeordnet ist.

15. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kulisse (I. 1«) zwei durchbrochene, streifenförmige Flächenabschnitte (3) besitzende Platten (2) aufweist, zwischen denen eine Schicht aus schalldämpfendem Werkstoff (6) angeordnet ist. wobei die dem Gasstrom zugekehrten Außenseiten d:r Platten (2) jeweils mit einer Schicht (7) aus schalldämpfendem Werkstoff verschen sind, welche eine abriebfeste Oberfläche aufweist.

16. Schalldämpfer nach Anspruch 14 oder 15. dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand /wischen den beiden Platten (2) einer einseitig vom Gasstrom berührten Kulisse etwa gleich einem Achtel und dieser Abstand bei einer zweiseitig vom Gasstrom berührten Kulisse (I, i a) etwa gleich einem Viertel der Wellenlänge der in erster Linie zu dämpfenden Schallschwingungen bemessen ist.

17. Schalldämpfer nach Anspruch I oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Kulissen (1. ία) des Schalldämpfers zwei Platten (2) mit durchbrochenen, streifenförmigen Flächenabschnitten (3) besitzen.

IK. Schalldämpfer nach Anspruch I oder einem der Ansprüche ? bis Id. dadurch gekennzeichnet, dal' mindestens eine Kulisse (1. la) des Schalldämpfers zwei Platten (2) mit durchbrochenen, streifenförmigen Flächenabschnilten (3)